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Aquae

Cómo conseguir una cascada de colores

Para este experimento necesitamos: una botella con agua, caramelos de colores, aguja e hilo.

Con el experimento de hoy, vamos a crear una cascada de colores a partir de agua, caramelos… y un poco de ciencia. El secreto está en el azúcar, y el cambio de densidad del agua. ¡Descúbrelo y experimenta!

La densidad del agua es de en torno a 1.000 kg/m3, si bien hay que aclarar que esta depende de varios factores, como la temperatura, la presión y la salinidad. Además, en disoluciones de una misma sustancia (azúcar, sal…), la densidad depende de la concentración de esta sobre el agua.

Si dos fluidos tienen densidades distintas, como en el caso de este experimento (o, por ejemplo, con el aire: el aire caliente se eleva sobre el frío), el menos denso tiende a colocarse sobre el más denso. Por eso, el agua con el azúcar de los caramelos, con mayor densidad, precipita hacia el fondo y nos deja ver esta cascada de colores.

¡Prueba tú también, y atrévete con otros experimentos!

¿Qué es la densidad?

Después de esta increíble cascada de colores, si quieres saber más sobre la densidad, aquí tienes un pequeño acercamiento a ella.

La densidad de una sustancia es su masa por unidad de volumen. El símbolo que se usa con más frecuencia para la densidad es ρ (la letra griega minúscula rho), aunque también se puede usar la letra latina D. Matemáticamente, la densidad se define como masa dividida por volumen:

{\ Displaystyle \ rho = {\ frac {m} {V}}} {\ Displaystyle \ rho = {\ frac {m} {V}}}

ρ es la densidad, m es la masa y V es el volumen. En algunos casos (por ejemplo, en la industria del petróleo y el gas de los Estados Unidos), la densidad se define vagamente como su peso por unidad de volumen, aunque esto es científicamente inexacto; esta cantidad se denomina más específicamente peso específico.

Para una sustancia pura, la densidad tiene el mismo valor numérico que su concentración másica. Los diferentes materiales suelen tener diferentes densidades, y la densidad puede ser relevante para la flotabilidad, la pureza y el empaque. El osmio y el iridio son los elementos más densos conocidos en condiciones estándar de temperatura y presión.

Para simplificar las comparaciones de densidad entre diferentes sistemas de unidades, a veces se reemplaza por la cantidad adimensional “densidad relativa” o “gravedad específica”, es decir, la relación entre la densidad del material y la de un material estándar, generalmente agua. Por tanto, una densidad relativa menor que uno en relación con el agua significa que la sustancia flota en el agua.

Variaciones

La densidad de un material varía dependiendo de la temperatura y la presión. Esta variación suele ser pequeña en lo que  se refiere a sólidos y líquidos, pero mucho mayor para gases. El aumento de la presión sobre un objeto disminuye el volumen del objeto y, por lo tanto, aumenta su densidad. El aumento de la temperatura de una sustancia (con algunas excepciones) disminuye su densidad al aumentar su volumen. En la mayoría de los materiales, calentar el fondo de un fluido da como resultado la convección del calor de abajo hacia arriba, debido a la disminución de la densidad del fluido calentado. Esto hace que se eleve en relación con el material más denso sin calentar.

El recíproco de la densidad de una sustancia se denomina ocasionalmente volumen específico, un término que a veces se utiliza en termodinámica. La densidad es una propiedad intensiva en el sentido de que aumentar la cantidad de una sustancia no aumenta su densidad; más bien aumenta su masa.