Pipeta con una pajita: ¿por qué el agua no se cae?




Metes una pajta (popote) en un vaso de agua, con el pulgar tapas su abertura superior, levantas la pajita y el agua permanece dentro hasta que quites el pulgar. ¿No es fantástico? Con solo una pajita ya tienes una pipeta que podrás utilizar en tus experimentos caseros para transferir líquidos de un lugar a otro fácilmente. Pero, ¿cómo funciona?, ¿por qué el agua no se cae?

Materiales:

  • Un vaso con agua.
  • Una pajita (popote) de color claro o transparente para poder apreciar el nivel que alcanza el líquido.



Procedimiento:

  • Coloca la pajita dentro del vaso y observa que se llena de agua.
  • Saca la pajita del agua y verás que el agua sale.
  • Vuelve a colocar la pajita dentro del vaso pero esta vez tapa con un dedo (el pulgar o cualquier otro con el que te sea más fácil) el orificio superior de la pajita y después sácala del agua.
  • Mientras retiras la pajita observa atentamente. El agua se mantiene dentro pero ¿cae alguna gota?
  • Comprueba que cuando destapas la abertura de la pajita el agua sale y cuando la tapas el flujo de agua cesa. Con un poco de práctica conseguirás que el agua salga gota a gota. Así además de una pipeta tendrás también un cuentagotas casero.

Probando la pipeta

Este fenómeno nos recuerda mucho al experimento en el que teníamos una botella de agua con un pequeño agujero. Si la botella estaba abierta el agua salía por el orificio pero si se enroscaba el tapón el flujo de se detenía.

Probando la pipeta

Inclinando la pipeta es más fácil controlar el flujo de agua.




¿Qué ocurre?

Si la gravedad atrae a todos los cuerpos hacia el centro de la Tierra el agua del interior de la pajita no puede ser una excepción. Sin embargo, cuando el orificio superior de la pajita está cubierto con el dedo el agua no escapa.

Por otro lado, sabemos que el agua tiene una gran tensión superficial debido al caracter polar de su molécula. Este fenómeno lo hemos observado en muchos experimentos, por ejemplo cuando hicimos que un clip flotase en agua o cuando conseguimos poner un vaso lleno de agua boca abajo sin derramar una gota. Aprendimos que la superficie del agua se comporta como una membrana elástica y que esta membrana es capaz de sellar pequeños huecos y agujeros. En el caso de la pajita, la tensión superficial actúa tirando hacia dentro del agua que se encuentra en el orificio de salida. Como hemos visto, su acción solo consigue sellar la abertura cuando el dedo está tapado el extremo superior de la pajita.

Por último, tenemos que considerar el aire y la presión que ejerce sobre todos los cuerpos: la presión atmosférica. La presión atmosférica actúa empujando el agua de la pajita por ambos extemos pero con consecencias completamente diferentes: por la parte superior favorece la salida del agua y por el extremo inferior la dificulta.

Cuando la pajita está abierta, el aire sobre la columna de agua está a la presión atmosférica. Pero, cuando el orificio se tapa con el dedo ocurre algo muy interesante. Si te has fijado detenidamente habrás observado que cuando sacas la pajita del agua alguna gota siempre cae. ¿Esto qué quiere decir? pues que el aire atrapado entre el dedo y el agua, al tener más espacio disponible, aumenta el volumen que ocupa.

Por la ley de Boyle-Mariott de los gases sabemos que a temperatura constante y para un gas confinado en un recipiente, el producto de la presión por el volumen se mantiene invariable. Entonces, a mayor volumen menor presión y viceversa. Por tanto, al ocupar mayor volumen, podemos deducir que la presión que ejerce el aire atrapado en la pajita es menor que la presión atmosférica.

Recapitulando, cuando el orificio de la pajita se encuentra:

Abierto: la tensión superficial y a la presión atmósférica intentan sellar el agujero, sin embargo, sus acciones son superadas por la suma de los efectos de la fuerza gravitatoria y la presión atmosférica ejercida por el aire situado sobre la columna de agua. El agua escapa.

Cerrado con el dedo: Esta vez la tensión superficial y a la presión atmósférica consiguen sellar el agujero porque juntas son capaces de equilibrar los efectos de la fuerza gravitatoria y la presión (menor que la atmosférica) ejercida por el aire atrapado en el interior de la pajita. Así, mientras no se rompa este equilibrio, el agua no caerá.

Fuerzas que actúan sobre la pajita.

Los padres tienen la responsabilidad de elegir las actividades que según su criterio son seguras para sus hijos. Todas las actividades propuestas en Educaconbigbang deben estar siempre supervisadas por un adulto.




Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Optimization WordPress Plugins & Solutions by W3 EDGE