34 experiencias de ciencia recreativa en un colegio de Educación Primaria. José Pedro López Pérez, Raquel Boronat Gil
25.- FÍSICA DESCONCERTANTE.
“¿Pesa el aire?”

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Algo de historia

Llevamos diciendo a lo largo de esta monografía que sobre nosotros existe una columna de aire, con un peso increíble que define la llamada presión atmosférica. Pero, es necesario comprobar más in situ y demostrar al alumnado que llevamos razón. De este modo, os proponemos dos actividades en una. Por un lado, la construcción de una balanza y, por otro, el sellado de una jeringa. De este modo, ya no podemos decir que el aire no es materia y, por tanto, que no tiene masa ni ocupa un espacio.

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Figura 37. Ejemplo de balanza, construida con globos, con el objetivo de comprobar que el aire que nos rodea tiene masa. (A) Situación de equilibro. (B) Desequilibrio del sistema tras desinflar uno de los globos. La balanza se desplaza hacia el globo que más pesa. Fuente: Elaboración propia.

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¿Qué necesitamos?

Para la primera experiencia:

  1. Hilo de algodón, del que se usa en costura.
  2. Una varilla de madera de unos 75 cm, aproximadamente.
  3. Dos globos.
  4. Aguja.

Para la segunda experiencia:

  1. Dos jeringuillas no reciclables, de plástico, de las que se utilizan en enfermería.
  2. Un mechero.

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¿Cómo construirlo?

Para la primera experiencia:

  1. Inflamos los globos hasta ocupar un volumen similar.
  2. Calculamos el punto medio de la varilla de madera y colocamos un hilo de algodón para confeccionar la balanza.
  3. Unimos los globos a los extremos de la balanza y los dejamos en equilibrio.
  4. Clavamos una aguja en la zona de mínima presión de uno de los globos, con el objetivo de desinflarlo.

Para la segunda experiencia, con la ayuda de un mechero, sellamos la salida de una de las jeringuillas.

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¿Qué es lo que ocurre y cómo explicar lo ocurrido?

Por lo que respecta a la primera de las experiencias, en la posición de equilibro los dos globos tienen aire dentro y tienen el mismo peso. Por tanto, la suma de la masa de cada globo será la proporcionada por el aire más la que le ofrece el plástico. Si procedemos a desinflar uno de los globos, pinchando la zona de mínima tensión en uno de los mismos, la balanza empieza a desequilibrarse hacia el globo que está hinchado (figura 37). ¿Qué nos indica? La masa del globo hinchado supera a la del desinflado por la pérdida de aire. Por lo tanto, demostramos que el aire pesa.

Además, seguimos intentando demostrar que el aire es materia. Si cogemos una de la jeringuillas y procedemos que elevar el émbolo y presionamos, el aire de su interior sale por la boquilla de salida. Pero, ¿qué es lo que ocurre en la jeringuilla sellada? Presionando el émbolo no llegamos al fondo, ¡es imposible! (figura 38). Por tanto, el aire ocupa un espacio en nuestras vidas.

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Sugerencias y comentarios

Importante denotar en la segunda de las experiencias como aumenta la temperatura de la jeringuilla. ¿Cómo es posible? Según la teoría Cinético Molecular, de la que hemos comentado una introducción en la experiencia 18ª, nos dice que la materia está formada por partículas y que éstas están en continuo movimiento. En el caso de los gases, las partículas están muy separadas. Cuando empujamos el émbolo y lo aproximamos a la boca de salida, hacemos que las partículas estén mucho más juntas, provocándose mayor número de interacciones entre ellas y, entre ellas y las paredes de la jeringa. Ese aumento en el número de colisiones hace aumentar la energía del sistema, observándose indirectamente por un incremento de temperatura.

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Figura 38. Jeringuilla sellada en la boca de salida. Tras la presión ejercida en el émbolo comprobamos la imposibilidad de llegar al fondo, quedando siempre un volumen residual. Esto permite comprobar que el aire es materia y ocupa un espacio. Fuente: Elaboración propia.


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