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¿Sabes encender una cerilla con una pila?

Normalmente una cerilla se enciende cuando se somete el fósforo a la pared de la cajetilla, una pequeña cantidad de fósforo rojo de la superficie se transforma en fósforo blanco, que se enciende. ¿Y si te dijéramos que puedes encenderla también con un objeto como una pila? Vamos a poner en práctica nuestro conocimiento científico con este experimento. ¡Empezamos!

Hoy te traemos un experimento con el que encender una cerilla con una pila. Además, te explicaremos cuál es la reacción química que explica cómo es posible encender una cerilla con una pila. 

Materiales

  • Una pila.
  • Una cerilla.
  • Un muelle.

Experimento: cómo encender una cerilla con una pila

  1. Estiramos bien el muelle.
  2. Lo enrollamos en torno a la cerilla.
  3. Lo conectamos a la pila.
  4. Aprieta y espera unos segundos…
  5. ¡La cerilla se enciende!

Explicación

¿Cómo ha sido posible encender una cerilla con una pila? Esto es debido a un fenómeno que se conoce como la ley de Joule, que consiste en que, cuando la electricidad pasa por el alambre, este se calienta a tanta temperatura que hace que la cerilla se encienda.

Este fenómeno fue estudiado por primera vez por James Prescott Joule en 1841 e, independientemente, por Heinrich Lenz en 1842. El efecto lleva el nombre del primer científico. Se conoce como Efecto Joule a aquel fenómeno irreversible por medio del cual si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor. Cuando la corriente eléctrica fluye a través de un sólido o líquido con conductividad finita, la energía eléctrica se convierte en calor a través de pérdidas resistivas en el material. El calor se genera a una escala microscópica cuando los electrones de conducción transfieren energía a los átomos del conductor a través de colisiones.

Este fenómeno es debido a los constante choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, que elevan la temperatura del mismo. En un alambre se produce un movimiento aleatorio de los electrones. Como resultado, se producen continuas colisiones con los núcleos atómicos. Asimismo, se genera una pérdida de energía cinética y un aumento de la temperatura en el propio alambre. Todo este proceso explica cómo es posible encender una cerilla con una pila.

De nuevo, unos cuantos objetos cotidianos nos permiten descubrir los secretos de la ciencia y la historia de aquellos grandes pensadores que la han ido explicando a lo largo de los años. Te invitamos a que disfrutes de otros experimentos con los que podrás poner a prueba tu conocimiento científico y divertirte aprendiendo.

Breve biografía de James Prescott Joule

En este experimento has aprendido cómo encender una cerilla con una pila utilizando uno de los descubrimientos científicos más importantes de la historia: el calor. Como avanzábamos, el responsable de este gran avance científico fue James Prescott Joule. Pero, ¿quién fue realmente?

Nacido en Salford, Lancastershire (Inglaterra), James Joule era hijo de un rico cervecero. De adulto dirigió la cervecería familiar y en 1840 se buscó una manera de reemplazar las máquinas de vapor de la cervecería por motores eléctricos. En ese mismo año escribió un artículo que tituló “Sobre la producción de calor por electricidad voltaica”, a través del cual formuló la que acabaría llamándose la Ley de Joule. Esta ley establecía que el calor producido en un alambre por una corriente eléctrica es proporcional al producto de la resistencia del alambre por el cuadrado de la corriente.

El punto de partida de la termodinámica

Joule experimentó con diferentes materiales hasta determinar que el calor era una forma de energía. Tal fue la importancia de este descubrimiento que la unidad estándar de la energía se llama julio en su honor. En el año 1843, Joule publicó un artículo que definía el equivalente mecánico del calor como la cantidad de trabajo necesaria para producir una unidad de calor. El descubrimiento de Joule se considera la base de la teoría de la conservación de la energía.

En 1880 fue galardonado con la Medalla Albert de la Royal Society of Arts por “haber establecido, después de la más laboriosa investigación, la verdadera relación entre el calor, la electricidad y el trabajo mecánico, proporcionando así al ingeniero una guía segura en la aplicación de la ciencia a las actividades industriales.”