Construye un termómetro casero con una botella

El que los gases se expanden con el calor lo hemos comprobado varias veces, por ejemplo cuando arreglamos una pelota de ping pong abollada o cuando inflamos un globo calentando aire con las manos. Esta vez vamos a aprovechar este fenómeno para construir un termómetro casero, o mejor dicho, un termoscopio, ya que con él no seremos capaces de medir la temperarura, sino únicamente detectar sus cambios.

Materiales:

• Una botella de plástico transparente procedente de alguna bebida con gas (son más resistentes).
• Una pajita (popote) también transparente, o en su defecto de color claro.
• Una barrena, un clavo caliente o cualquier instrumento con el que se pueda hacer un agujero en el tapón de la botella.
• Un trocito de plastilina. Si no tienes, siempre puedes fabricarla fácilmente.
• Agua.
• Colorante alimentario para teñir el agua. También puedes usar rotuladores (plumones) como hicimos en el experimento de mezclas con agua de colores.
• Un bol con agua fría (con algunos cubitos de hielo) y otro con agua caliente (que no queme).

Procedimiento:

• Haz un agujero en el tapón de la botella. El objetivo es que se pueda introducir la pajita pero sin que quede muy holgada.
• Colorea agua en cantidad suficiente como para llenar un tercio de la botella.
• Pasa la pajita a través del tapón. Debe quedar dentro del agua pero sin tocar el fondo de la botella.
• Enrosca y coloca un poco de plastilina para sellar los huecos que puedan quedar entre el tapón y la pajita.

• Sin ejercer presión, pon tus manos sobre la parte superior de la botella. El agua debería ascender por la pajita. De no ser así, recoloca la plastilina e inténtalo de nuevo.

• Pon el termómetro en un bol con agua caliente. El agua ascenderá por la pajita e incluso podría llegar a salir al exterior, ¡habrías creado una fuente!

• Ahora pon la botella en el bol de agua fría. El nivel de agua de la pajita comenzará a descender. Observa muy atentamente porque cuando haya bajado del todo, podrás ver algunas burbujas en el agua. ¿A qué se deben?

¿Qué ocurre?

La clave está en el aire (gas) situado por encima del agua coloreada. Cuando aumenta la temperatura, sus moléculas tienen más energía y por ello se mueven a mayor velocidad. Además, si las paredes del recipiente que las contiene lo permite (como por ejemplo en un globo), la distancia entre las moléculas también se incrementa dando lugar a la expansión del gas.

En esta situación, la presión que ejerce el aire sobre el agua también es mayor (debido a los choques de sus moléculas contra la superficie del agua). Ante el aumento de presión, el agua responde ascendiendo por la pajita y, de esta forma, permitiendo la expansión del gas. El ascenso se detiene cuando la presión del aire en el interior de la botella se iguala con la presión exterior.

Cuando la temperatura desciende ocurre lo contrario, el gas se contrae y el agua baja por la pajita. Si has observado atentamente habrás visto que cuando el nivel de agua de la pajita ha bajado por completo aparecen burbujas. Se trata del aire del exterior de la botella que entra para unirse al aire del interior con el objetivo de igualar presiones dentro y fuera de la 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.