Si tienes una pelota de ping pong abollada y sabes que los gases se expanden con el calor (ley de Charles) vas a poder repararla fácilmente y usarla de nuevo. Por el contrario, si no conoces las leyes de los gases la pelota se convertirá en un residuo y además tendrás que comprarte otra. Conclusión, la ciencia también nos ayuda a resolver problemas cotidianos.
Materiales:
- Una pelota de ping pong abollada pero que no esté agujereada.
- Un bol, una taza o similar.
- Una cuchara sopera.
- Agua muy caliente pero no necesariamente hirviendo.
Procedimiento:
- Llena una taza de agua y caliéntala en el microondas, por ejemplo. También puedes usar agua caliente directamente del grifo.
- Pon la pelota abollada dentro de la taza.
- Como la pelota flota, usa una cuchara o un tenedor para mantenerla sumergida en el agua.
- Espera unos minutos y la deformación irá desapareciendo poco a poco. Mientras, se puede aprovechar para hablar de por qué unas cosas flotan y otras se hunden.
¿Qué ocurre?
El inventor y científico francés Jacques Charles (1746-1823), junto con los hemanos Robert (ingenieros, también franceses) diseñó, construyó y pilotó el primer globo aerostático de hidrógeno. Gracias a su trabajo, había podido comprobar experimentalmente el comportamiento del gas hidrógeno a diferentes temperaturas. Notó que si el globo se inflaba con hidrógeno caliente, este se iba deshinchando a medida que el hidrógeno se enfriaba.
Charles quiso estudiar este fenómeno de manera más rigurosa y diseñó un experimento en el que llenó varios globos con el mismo volumen de distintos gases. Después elevó su temperatura y vio que el cambio de volumen había sido igual en todos los globos. Por tanto pudo probar que el volumen aumenta de forma proporcional a la temperatura siempre que la presión se mantenga constante, lo que se conoce como ley de Charles de los gases.
Charles no publicó sus descubrimientos, fue el científico francés Louis Joseph Gay-Lussac quien lo hizo de manera formal años más tarde. Sin embargo, Gay-Lussac (todo un caballero) atribuyó a Charles la autoría de los experimentos que demostraban la relación entre la temperatura y el volumen de un gas. Por eso muchas veces la ley de Charles se conoce con el nombre de ley de Charles-Guy-Lussac.
En nuestro experimento, la bola de ping pong está llena de aire. Al sumergirla en agua caliente el gas del interior también se calienta. Según la teoría cinética, al elevar la temperatura de un gas, las moléculas que lo componen aumentan su velocidad y la distancia entre ellas se agranda. Entonces, si la presión se mantiene constante, el volumen del gas que contiene la pelota tiene que incrementarse. La expansión del aire contenido en la pelota es capaz de empujar la cobertura de plástico (y lo hará para mantener la presión constante), arreglando, felizmente, la deformación producida.
Hay muchas otras formas de comprobar la ley de Charles, hace un tiempo aprovechamos la dependencia de la temperatura con el volumen para inflar y desinflar un globo unido a una botella.
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.
