Apenas necesitarás 5 objetos cotidianos para experimentar desde casa lo que ocurre cuando se produce un cambio en la presión a la que son sometidos los objetos. ¿Sabías que todo en la Tierra está sometido a la llamada presión atmosférica? Descubre más sobre este fenómeno físico.
Las velas necesitan la presencia de oxígeno en el entorno para que se pueda producir el fenómeno que da lugar a la llama: la combustión. La combustión es el fenómeno que ocurre cuando la cera o la parafina –el material de que están hechas las velas– entra en contacto con el oxígeno del aire. Esto desemboca una reacción química que desprende energía en forma de calor y la luz. La llama que asociamos a una vela encendida es el resultado de este proceso. En este sencillo experimento aprenderás cómo apagar una vela sin soplar utilizando poco más que una vela y un vaso.
Materiales
- Una vaso de cristal
- Recipiente con agua
- Un plato hondo
- Una vela
- Un mechero
Cómo apagar una vela sin soplar
- Vierte un poco de agua en el plato.
- Coloca la vela en la mitad del plato y enciéndela con la ayuda de un mechero.
- Pon el vaso boca abajo, tapando la vela.
- Verás que el nivel del agua del vaso sube, mientras que el nivel del agua del plato baja. Poco después la vela se apaga sin necesidad de soplar. Pero, ¿sabes por qué?
Explicación
La vela como está al aire está haciendo la reacción de combustión y quema oxigeno del aire y lo transforma en CO2 y vapor de agua. La vela se apaga porque el oxigeno de dentro del vaso se agota y al no haber oxigeno, la reacción de la combustión no puede continuar. De esta manera conseguirás apagar una vela sin soplar. Pero no es el único fenómeno de la física que has visto en el experimento de la vela y el vaso. Hay otros que merece la pena revisar.
Uno de ellos es el hecho de que el agua suba cuando la vela se apaga. ¿Qué es lo que la hace subir? Encontramos la respuesta en un fenómeno de la física llamado presión atmosférica. Se trata de una fuerza que ejerce la atmósfera sobre los cuerpos. Cuando la vela se apaga por falta de oxígeno, los gases del interior de la botella se enfrían rápidamente. Esto provoca una bajada de presión que hace que la vela apagada atraiga el agua hacia el interior del vaso. Como la presión en el interior de la botella es inferior a la presión atmosférica, el agua del plato sube lentamente. Este proceso comprime el aire del interior de la botella hasta que la presión de fuera y de dentro de la botella queda igualada.
El fenómeno de la combustión de una vela
Todas las ceras son esencialmente hidrocarburos. Esto significa que están compuestas principalmente de átomos de hidrógeno (H) y carbono (C). Al encender una vela, el calor de la llama derrite la cera cerca de la mecha. Esta cera líquida sube posteriormente hacia la mecha. La cera derretida debajo de ella, sube por la mecha y es el combustible que la mantiene viva. Esto es posible gracias a la acción capilar, una propiedad que comparte con el agua. En este experimento sobre la acción capilar del agua verás cómo se comporta.
El calor de la llama hace que la cera líquida se convierta en vapor. Así, se comienzan a descomponer los hidrocarburos en moléculas de hidrógeno y carbono. Las moléculas vaporizadas son arrastradas hacia la llama, donde reaccionan con el oxígeno del aire para crear calor, luz, vapor de agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2).
Aproximadamente una cuarta parte de la energía creada por la combustión de una vela se emite cuando el calor irradia de la llama en todas direcciones. Se crea suficiente calor para irradiar hacia atrás y derretir más cera para mantener el proceso de combustión en marcha hasta que se agote el combustible o se elimine el calor. Pero en nuestro caso no ha sido así, ¿recuerdas? En nuestro experimento hemos conseguido detener la combustión utilizando la presión atmosférica.
