INTRODUCCIÓN
> Una sustancia puede fluir cuando la fuerza de atracción entre las moléculas las permite desplazarse unas sobre otras para adoptar la forma del recipiente.
>Los gases y los líquidos son fluidos y para su estudio utilizaremos el aire de la atmósfera y el agua.
>Todos los cuerpos ejercen fuerzas unos sobre otros, y esto es consecuencia de la atracción gravitatoria.
>Si las fuerzas se concentran sobre una superficie muy pequeña producirán un efecto mucho mayor que si lo hacen sobre una superficie grande.
1º Experiencia: "Centro de masas"
>Def: es un punto imaginario que se mueve como si en el estuviera concentrada toda la masa. es muy importante para determinar el equilibrio de los cuerpos y siempre cae en la vertical. En los cuerpos rígidos el centro de gravedad siempre está en el mismo punto, que coincide con el punto de aplicación del peso.
Equilibrio: el centro de masas se encuentra en la linea de sustentación y cuanto menor energía tenga el centro de masas mayor estabilidad obtendrá. Tipos de equilibrio:
- Estable: el cuerpo vuelve a su posición inicial, tras haberle aplicado una fuerza
- Inestable : el cuerpo no vuelve a su posición inicial, sino que busca una nueva posición de equilibrio.
- Indiferente: el cuerpo se mantiene en la posición donde la dejes
*Podemos mejorar la estabilidad de un sistema bajando su centro de gravedad o ampliando su base de soporte.
>Práctica:
El objetivo consistirá en dejar en equilibrio una lata y averiguar la forma del agua en su interior. Además tendremos que realizar un dibujo de dicho fluido y averiguar su centro de masas, para comprobar que cae sobre la base.
1º Introducimos sobre la lata la cantidad de agua necesaria para obtener su equilibrio:
2º Una vez conseguido el equilibrio introducimos el agua de la lata en un vaso de cristal para observar su forma :
3º Calcular su centro de masas a partir de un dibujo realizado con la forma del agua
- Para la realización de dicho centro hemos utilizado una aguja enhebrada con un hilo, la cual pincharemos en los extremos del papel dejándolo caer sobre la base contraria. Finalmente y tras tres repeticiones similares marcaremos con diferentes colores las direcciones del hilo. El punto en el que se cortan las tres rectas es su centro de masas.
2º Experiencia: "Ley de Hooke"
> Def: es una ley que establece que el alargamiento unitario que experimenta un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada sobre él mismo.
> Práctica: tenemos una serie de pesos y debemos averiguar la relación que tienen estos con respecto al alargamiento que sufre un muelle, para lo cual debemos hacer una tabla comparativa.
1º Materiales: un soporte, cuatro pesos de diferentes medidas, un vaso de plástico, un muelle y una regla.
2º Desarrollo: 1º Hemos calculado las medidas de los pesos en una báscula de laboratorio y les hemos hecho una foto a cada uno. 2º Posteriormente, hemos comenzado a realizar la práctica colocando en el soporte el muelle, y con la regla hemos comprobado la medida que tenía sin ningún tipo de alargamiento. 3º Más tarde, hemos colgado el vaso del muelle y hemos introducido uno de los pesos, hemos medido el alargamiento que conseguía el muelle y lo hemos anotado. Esto lo hemos realizado varias veces, tantas como pesos, ya que añadíamos uno tras otro y comparábamos los resultados obtenidos. 4º Finalmente, ya añadidos todos los pesos y anotados los resultados correspondientes hemos elaborado la siguiente tabla:
1º:
2º y 3º:
3ºExperiencia: "Gases ideales"
La presión, el volumen y la temperatura son las variables de estado de un gas.
Curiosamente, si a un mol de un gas cualquiera le medimos estas variables y si multiplicamos la presión por el volumen y lo dividimos por la temperatura, en kelvin, nos dará 0,082. Da igual la naturaleza del gas o que le cambiemos alguna de estas variables, las otras se modificarán solas para dar el mismo resultado de esa operación. Cuanto más se ajuste un gas a este resultado más ideal es.
1º PRÁCTICA : "Inflando globos a presión constante"
1- Materiales: soporte, tubo de ensayo, globo,mechero de alcohol y cerillas.
2-Desarrollo: hemos comenzado echando unas gotas de agua en el tubo para que al calentar este no se rompa. Más tarde colocamos el globo ajustándolo a la abertura del tubo y después comenzamos a calentarlo con el mechero. Tras esperar unos minutos observamos que el globo empieza a hincharse (para evitar que se queme el globo y se rompa el tubo retiramos el fuego).
¿ Por qué se hincha el globo?
Las partículas del gas aumentan su energía y su velocidad, a más temperatura mas velocidad. Las partículas chocan con las paredes con más fuerza, si chocan más fuerte las de dentro tienen más presión que las de fuera; se cumple la ley de Gay- Lussac.
P0 . V0 = P . V
t0 t
*El gas que interviene es el aire
Tras dejar de calentar el tubo de ensayo con el agua contenido en su interior hemos podido observar una bajada de la temperatura, lo cual provoca que los gases se enfríen y por lo tanto el globo se deshinche.
2º PRÁCTICA: "Disparando a volumen constante"
1- Materiales: soporte, tubo de ensayo, tapón, mechero y cerillas.
2- Desarrollo: como en la anterior práctica comenzamos echando unas pequeñas gotas de agua en el tubo. Después ponemos el tapón suavemente en el tubo y lo calentamos con el mechero. Observamos que tras unos minutos el tapón sale disparado.
3º PRÁCTICA: "Refrescos calentitos a volumen constante"
1- Materiales: lata de refresco, pinzas, cuenco, agua, mechero de alcohol y cerillas.
2-Desarrollo: comenzamos cogiendo la lata con las pinzas y echándole un poco de agua. Más tarde llenamos el cuenco con agua y a continuación calentamos la lata. Esperamos unos segundos hasta observar la salida de vapor de agua procedente del interior de la lata, acto seguido la introducimos boca abajo de dos formas diferentes; 1º Lento y 2ºRápido
3-Explicación:
a)Lento:
Una vez introducida la lata observamos que tenemos el mismo volumen pero sin embargo la temperatura y la presión disminuyen porque el agua está fría; lo cual provoca que las partículas de aire caliente desciendan y las de agua fría asciendan.
b)Rápido:
Una vez introducida la lata observamos que al producirse una rápida variación en la temperatura, la lata estalla porque no aguanta la presión de las partículas.
4º PRÁCTICA: "Preparando la cena a volumen constante"
1º Materiales: Matraz de boca ancha, huevo duro, mechero de alcohol, y cerillas.
2º Desarrollo: Se echa un poco de agua en el matraz y se coloca un huevo duro sobre su boquilla; se comienza a calentar y posteriormente apagamos el mechero. Dejaremos un tiempo para que se enfríe y observamos que el huevo va entrando poco a poco en el matraz.
3ºExplicación: Cuando no hay aumento de temperatura la presión empieza a disminuir provocando que las partículas del aire choquen cada vez más débilmente con las paredes, de forma que el huevo ya no tiene presión hacia afuera y consigue introducirse en el matraz.
*La salida del huevo al exterior es posible porque hay más presión dentro que fuera, y al absorber se iguala con la de fuera y sale
EXPERIENCIAS ELEGIDAS
> 1º Experiencia: "PRINCIPIO DE PASCAL"
1º Materiales: globo grande, aguja o alfiler y agua corriente.
2º Desarrollo: realizamos una serie de agujeros sobre el globo, seguidamente introducimos la boquilla del globo en el grifo y podremos observar finalmente la salida del agua por los diferentes orificios realizados, percatándonos de que la salida del agua es siempre igual y en todas las direcciones
3º Explicación: la presión ejercida por un líquido se transmite por igual a cada punto del líquido y en todas las direcciones
2º EXPERIENCIA: "DENSIDAD DE FLUIDOS"
1º Materiales: dos cuencos de cristal profundos, un huevo cocido, agua y sal
2º Desarrollo: colocamos los dos cuencos, uno de ellos con agua corriente y el otro añadiéndole sal al agua. A continuación introducimos el huevo duro en los recipientes; podremos observar que al soltarlo en el agua corriente no flota, pero sin embargo sobre el agua mezclado con sal sí.
3º Explicación : dicho fenómeno se debe a la ¡DENSIDAD!. En el experimento del huevo en agua salda pudimos comprobar que flotó y el que estaba en agua del grifo no lo hizo. Debido a que el agua salada es más densa que el agua dulce, el huevo no se hunde como normalmente lo haría.
1º Materiales: pimienta en polvo, jabón líquido, un plato hondo y agua.
2ºDesarrollo: lo primero que tenemos que hacer es echar agua en un plato hondo, lo suficiente para que cubra el fondo. A continuación, espolvoreamos un poco de pimienta por toda la superficie.
Para conseguir que la pimienta "huya" rápidamente, lo único que tenemos que hacer es echarnos una gotita de jabón en un dedo e introducirlo justo en el centro del bol. Como podemos comprobar la pimienta se precipita hacia los extremos del bol, escapando del temeroso jabón líquido.
Por otro lado, lo que hacemos al echar el jabón líquido es romper esa tensión superficial en el centro y así la pimienta "huye" hacia los lados, donde el jabón aún no ha llegado.
