Materiales:
- Una botella llena de agua.
- Un barreño o una bandeja.
- Una chincheta o un alfiler.
Procedimiento:
1. Poner la botella al lado de la bandeja.
2. Con la chincheta, hacer dos o tres agujeros a diferente altura de la botella.
Explicación:
Al hacer los agujeros veremos como el agua sale por ellos de diferente manera.
El primer concepto que tenemos que tener claro es que la presión que ejerce el agua o presión hidrostática depende de la cantidad de líquido que haya por encima.
Por el agujero que hayamos hecho más abajo el agua sale con más fuerza. Como hay mucha cantidad de agua por encima de este agujero, ésta hace mucha presión, y por eso sale con mucha fuerza (y el chorro llega muy lejos).
Por el agujero que está más arriba, el agua sale con menos fuerza porque la columna de agua que hay por encima es menor y ejerce menos fuerza.
Materiales:
- Un plato.
- Un vaso de leche.
- Colorantes alimentarios líquidos.
- Una gota de jabón de los platos.
Procedimiento:
1. Ponemos la leche en el plato.
2. Ponemos un par de gotas de los diferentes colorantes en diferentes zonas del plato.
3. Dejamos caer una gota de jabón en la leche.
Explicación:
Cuando hemos puesto los colorantes en la leche no se han mezclado por la tensión superficial del agua que hay en la leche.
Al poner la gota de jabón, este ha roto la tensión superficial del agua de la leche y por eso los colorantes se han sumergido en la leche.
Además, como debido a la polaridad de las moléculas, el agua y la grasa de la leche se van moviendo constantemente, aunque no lo veamos. Al moverse arrastran a los colorantes, por eso cuando dejamos el plato, vemos que por el centro "suben" colorantes.
En el siguiente experimento veremos como influye la temperatura en la presión del aire.
Materiales:
- dos botellas de plástico, con el tapón.
- Un congelador.
Procedimiento:
1. Cogemos una botella, cerrada y la colocamos dentro del congelador durante cinco minutos.
2. Dejamos la otra botella cerrada encima de la mesa (para poderla comparar con la que hemos metido en el congelador.
Explicación:
Si comparamos la botella que estaba dentro del congelador con la que estaba fuera, veremos que se ha chafado.
Esto se debe a que al enfriarse el aire de dentro de la botella, las moléculas de ese aire se movían más despacio. Esto hace que choquen con menos fuerza sobre la superficie interna de la botella y que hagan menos presión. Pero la presión de fuera continua siendo la misma que en un principio, porque aunque haga frío dentro del congelador, entra aire, y aunque vayan más lentas las partículas por el frío, al haber más partícula, entre todas hacen que la presión sea la misma.
Cuando sacamos la botella del congelador, poco a poco el aire de dentro de la botella se calienta (para llegar a la temperatura ambiente). Al calentarse, las partículas van más rápido, chocan con más fuerza y vuelven a hacer presión desde el interior de la botella, y por eso la botella vuelve a "expandirse".
2. Dejar caer con cuidado unas gotas de aceite en el vaso. Fíjate como ha quedado el aceite en la superficie del agua.
3. Poner una gota de jabón en el vaso.
Explicación:
Cuando ponemos el aceite en el agua vemos que se queda en la superficie. Esto se debe a la tensión superficial del agua: las moléculas de agua se atraen entre ellas por unas fuerzas, y como el aceite no rompe estas fuerzas se queda en la superficie en forma de disco aplanado.
Si ponemos una gota de jabón se rompe la tensión superficial y esto permite que el aceite entre en el agua. Por eso después vemos como el aceite tiene forma circular, y no de disco aplanado.
El aceite queda de forma circular porque no se mezcla con el agua. Las moléculas de aceite tienen dos partes: una hidrófoba, que no puede estar en contacto con el agua; y otra hidrofílica, que tiene afinidad por el agua. Debido a esta característica de las moléculas de aceite, se forman las micelas.
En esta fígura de internet, la molécula superior de la izquierda representa la molécula de aceite, con una parte hidrofílica (la de rosa) y la cola más fina sería la parte hidrofóbica. Cuando se rompe la tensión superficial, se forma la estructura circular (llamada micela) de la imagen de manera que las partes hidrofílicas quedan hacia fuera, en contacto con el agua, y las partes hidrofóbicas se protegen poniéndose en el interior de la micela, y así no están en contacto con el agua.
1. Llenamos los dos vasos al máximo, uno con agua fría y otro con agua caliente.
2. Ponemos colorante en el agua caliente.
3. Colocamos la lámina de plástico encima del recipiente de agua fría, y lo giramos con cuidado (esto lo hicimos en otro experimento).
4. Apoyamos el vaso de agua fría, que hemos girado, encima del vaso de agua caliente, de manera que coincidan los dos vasos.
5. Retiramos la lámina de plástico un poco, para que queden los dos vasos comunicados.
Después podemos volver a realizar el experimento poniendo el vaso de agua caliente arriba, para ver la diferencia.
Explicación:
Cuando tenemos el vaso de agua caliente abajo y el de agua fría arriba, vemos como el agua caliente sube, porque como esta teñida de colorante vemos el color verde subir hacia el vaso de arriba. Esto se debe a la diferente densidad entre el agua caliente y el agua fría.
Al calentar el agua y aumentar su temperatura, las partículas se mueven más rápido y dejan más espacio entre ellas. Por esto el agua tiene menos densidad (en el mismo volumen habrán menos partículas porque están mas separadas). Al ser menos densa, el agua caliente tiende a subir.
Por el contrario, el agua fría tiene las partículas más juntas, es más densa y tiende a bajar.
Debido a esto, se generan las corrientes marinas en los grandes mares y océanos.
Si realizamos el experimento al revés, y colocamos el vaso frío debajo y el caliente arriba, al comunicar los dos vasos vemos como no sucede nada, y el agua caliente se queda arriba (porque no baja colorante al vaso inferior). Esto es lo que cabría esperar después de la explicación anterior: como el agua caliente está arriba y es menos densa, no se mueve; y la fría es más densa y ya está abajo.
¿Podemos girar un vaso lleno de agua sin que se caiga el contenido?
Materiales:
- Un vaso.
- Agua.
- Una lámina de plástico.
- Un cubo o una bandeja grande.
Procedimiento:
1. Llenamos agua hasta el máximo del vaso, si rebosa un poco no pasa nada.
2. Colocamos la lámina de plástico encima del vaso y la chafamos un poco, para que no queden burbujas.
3. Ponemos la mano encima de la lámina de plástico y giramos el vaso con cuidado.
Precauciones:
Cuando gires el vaso hazlo con cuidado y dentro del cubo, porque si no colocas bien la lámina de plástico puede ser que el agua se caiga.
Explicación:
Cuando giramos el vaso, la lámina de plástico se queda pegada y no se cae, ni cae el agua del interior del vaso. Esto se debe a la presión atmosférica.
La partículas del aire se mueven en todas las direcciones y chocan contra las superficies (a esto se le llama presión atmosférica, a la fuerza que hacen las partículas del aire al chocar). Por eso, las partículas también chocan contra la lámina de plástico y la mantienen "enganchada" al vaso, porque el aire de fuera hace más fuerza/presión hacia arriba que el agua del vaso hacia abajo.
Si movemos un poco la lámina de plástico y dejamos que entre un poco de aire, la presión de dentro del vaso aumenta y al hacer más fuerza hacia abajo se acaba cayendo la lámina de plástico y el agua.
