El experimento de la vela que se apaga y sube el agua

Pones una vela en un plato con agua, la tapas con un vaso, la vela se va apagando y el agua, sorprendentemente, sube. Este es uno de los experimentos caseros más populares y también uno de que más frecuentemente se explican de forma poco convincente. Mientras nos divertimos con el experimento vamos a intentar encontrar una explicación lógica de lo sucedido.

Materiales:

  • Un plato hondo.
  • Un vaso.
  • Una vela.
  • Encendedor o cerillas.
  • Agua y colorante (opcional).

ATENCIÓN: EN TODO MOMENTO SE REQUIERE LA PRESENCIA DE UN ADULTO QUE TOME LAS PRECAUCIONES NECESARIAS. UNA VEZ ACABADO EL EXPERIMENTO LA VELA DEBE APAGARSE Y MANTENERSE ALEJADA DEL ALCANCE DE LOS NIÑOS.

Procedimiento:

  • Sitúa la vela en el centro del plato y rodéala de agua.

vela preparada en el centro del plato

  • Enciende la vela.
  • Pon el vaso boca abajo cubriendo la vela.

Colocando el vaso sobre la vela

  • Observa muy atentamente lo que ocurre y repite el experimento varias veces. ¿Notas la presencia de burbujas?¿Cuándo empieza a subir el agua? ¿Cuándo lo hace más rápidamente? ¿Se empaña el vaso?
experimento de la vela que se apaga y sube el agua 3

¡El agua asciende!

¿Qué ocurre?

Me encanta este experimento porque hay muchos fenómenos en acción. Vamos paso por paso.

La vela. Cuando se enciende la vela tiene lugar una reacción de combustión:

cera o parafina + O2→ CO2 +H2O + energía

A partir de la ecuación química podemos ver que para mantener la vela encendida se necesita oxígeno. Los productos resultantes son dióxido de carbono, vapor de agua y energía en forma de luz y calor. (Esta reacción la estudiamos con más detalle hace un tiempo cuando hicimos una vela de mantequilla).

Hay que tener en cuenta que el dióxido de carbono procedente de la combustión está muy caliente y por ello es menos denso que el aire. Lo menos denso flota en lo más denso y, como resultado, el dióxido de carbono asciende. Esto lo hemos comprobado en el experimento de densidad y flotabilidad con agua caliente y fría.

Por otro lado, según la teoría cinética, las moléculas que componen un gas están en continuo movimiento en todas las direcciones. La velocidad a la que se mueven aumenta con la temperatura. Las moléculas de los gases que rodean a la vela, entre ellos el aire, el dióxido de carbono y el vapor de agua, están muy calientes así que se moverán a gran velocidad y llegarán más lejos que cuando su temperatura es menor.

El vaso. Es el responsable de que ocurran varios procesos:

Mientras el vaso va bajando para cubrir la vela, las velocísimas moléculas de los gases tendrán la oportunidad de escapar libremente. Las que no escapen, chocarán contra las paredes del vaso ejerciendo presión sobre ellas. Cuando el vaso haya llegado al fondo del plato es posible que se vean algunas burbujas producidas por los gases que siguen escapando a través del agua.

Un poco más tarde, cuando el vaso ya cubre la vela, el dióxido de carbono caliente empieza a acumularse en la parte superior. Como consecuencia, el oxígeno se va desplazando hacia abajo y la llama comienza a atenuarse, no porque se esté agotando el oxígeno necesario para la combustión, sino debido a que el oxígeno no está donde debería estar (rodeando a la llama). Por este motivo, en caso de incendio hay que moverse lo más cerca posible del suelo, que es donde hay más oxígeno.

Con el debilitamiento de la llama se produce un enfriamiento gradual de los gases del interior del vaso. Sus moléculas pierden velocidad y los choques contra las paredes del vaso se reducen. Por ello, la presión en el interior desciende progresivamente, llegando a ser menor que la presión del exterior (la presión atmosférica). El agua, empujada por la presión atmosférica, empieza a entrar lentamente en el vaso.

(El efecto de la temperatura en la presión ejercida por un gas confinado en un recipiente lo puedes estudiar con más detalle en el experimento de la botella y la moneda saltarina).

Finalmente la llama se apaga por completo. Sin llama, el enfriamiento de los gases es mucho más rápido, lo que conlleva una brusca bajada de presión en el interior del vaso. El resultado es que el agua asciende por el vaso vertiginosamente. Su ascenso cesará cuando las presiones interior y exterior se igualen.

Este mismo efecto lo puedes observar haciendo el experimento en el que un huevo es succionado dentro de una botella.

Muchas veces también se observa que el vaso se empaña. Es debido a que el vapor de agua contenido en el aire del interior del vaso, al entrar en contacto con las paredes más frías se condensa.

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.



24 Respuestas

  1. lucciola dice:

    Porque el agua solo llena una parte del vaso invertido?

    • EducaconBigBang dice:

      Hola Lucciola, el agua asciende hasta que se la presión en el interior del vaso se equilibre con la exterior. Gracias por la pregunta, no me había dado cuenta de que en la parte ¿Qué ocurre? no aparece por ninguna parte. Ya lo he añadido a la explicación. Un abrazo.

  2. yuli dice:

    necesito saber que factor hace que el agua se mantenga en el plato mientras la vela esta encendida

  3. yuli dice:

    ya no lo necesito, thanks

  4. yuli dice:

    que hace que el agua ingrese al vaso cuando se apaga la vela

  5. yuli dice:

    que aplicaciones cotidianas se pueden realizar apartir de lo observado en este fenomeno

    • EducaconBigBang dice:

      Hola. Cuando la vela está encendida la presión en el interior del vaso está equilibrada con la exterior. En cuanto la llama comienza a atenuarse la presión desciende y el agua entra. (Está explicado con más detalle en el post).La relación entre la presión y la temperatura se usa en las ollas a presión; también es el motivo por el que los aerosoles deben estar alejados de fuentes de calor. Saludos.

  6. Carlos dice:

    Es Bueno me ayudo Aser un Trabajo de ciencias

    • EducaconBigBang dice:

      ¡Estupendo Carlos! Me alegro que te haya servido y espero que sigas haciendo experimentos con nosotros. Muchas gracias por tomarte el tiempo de comentar con lo ocupado que debes estar con tus estudios. Un abrazo.

  7. Isa dice:

    Mil gracias…a mi hijita le parecieron Super los experimentos para su trabajo del cole…

    • EducaconBigBang dice:

      ¡Qué bien Isa! Espero que disfrute con los experimentos y que se emocione con la ciencia. Muchísimas gracias por tu comentario. Un abrazo para las dos.

  8. Cici dice:

    Hola que ley de los gases es la que se aplica? (Charles, Boyle )

    • EducaconBigBang dice:

      Hola, siento no haber respondido antes. La ley de Charles Gay-Lussac es la que relaciona la presión con la temperatura. Al enfriarse el aire disminuye la presión en en el vaso y por eso el agua asciende. Un abrazo.

      • jose dice:

        pero si la ley de charles es la que relaciona volumen y temperatura a una presion constante; pero en el experimento vemos que la presion al interior disminuye (varía)

        • EducaconBigBang dice:

          Hola José, gracias por darte cuenta del error y además comentarlo. Siento mucho el descuido, es la ley de Gay-Lussac la que relaciona presión con temperatura, no de Charles. Un abrazo.

  9. paola dice:

    Gracias me sirvió para mi proyecto de química

  10. greisly contreras dice:

    este experimento es muy buenom pero el caso es q todos en mi salon de clases lo realizaron por ser tan cono cido

    • EducaconBigBang dice:

      Hola Greysly, es un experimento muy popular, lo siento. Suerte con tu elección en el futuro. Un abrazo y espero que sigas leyéndonos de vez en cuando.

  11. nicolás dice:

    vaya es muy bueno e interesante, gracias, ahora ya se que hacer de experimento

  12. Santiago XDD dice:

    Quien me dice las reacciones quimicas a las que se le da lugar en este experimento ?

  13. Mari dice:

    Buenas noches.

    Muy bueno el experimeto para la clase de química, pero me gustaría saber: Cuál es la razón por la que el vaso se puede reventar en el experimento? Y qué otros riesgos implica?

    • EducaconBigBang dice:

      Hola, no creo que el calor generado por la llama sea suficiente como para reventar el vaso. Yo advierto del peligro de dejar a las a los niños usar velas sin supervisión. Mi consejo es que pruebes el experimento y valores los posibles riesgos para tus alumnos. Un abrazo-

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