Learn with us online while the Exploratorium is temporarily closed. You can help us reopen—donate today.
Visualiza el movimiento de los fluidos de las celdas de convección. Este fenómeno ocurre a nuestro alrededor, pero generalmente no se ve. Para esta actividad, todo lo que necesitas es agua jabonosa, una fuente de calor y un poco de colorante para alimentos; el efecto causado por los fluidos que suben y bajan es espectacular.
Temas: Astronomía y ciencias espaciales, Química, Estados de la materia, Materiales y materia, Ciencias de la Tierra, Física, Energía, Calor y temperatura
Palabras clave: movimiento de los fluidos, convección, temperatura, densidad, líquidos, fluido, video, español
Ponte las gafas de seguridad. Observa lo que le sucede al líquido en el molde cuando enciendes la fuente de calor. Deberías comenzar a notar remolinos en el agua jabonosa. No dejes que el líquido se caliente demasiado. Cuando las moléculas de estearato se sobrecalientan, se descomponen, lo que hace que el lustre nacarado desaparezca y la solución se vuelva transparente.
Prueba diferentes experimentos. A medida que tu solución se calienta (o se enfría), investiga cada uno de los siguientes fenómenos:
Si tienes algunas monedas a mano, espera hasta que la placa caliente y el molde se enfríen y luego coloca las monedas en diferentes lugares sobre la superficie de calentamiento. A continuación, coloca el molde sobre las monedas. Las monedas conducirán el calor, y la fuente de calor se localizará en algunas regiones específicas.
En general, el calentamiento hace que un fluido se expanda en volumen, ya que reduce su densidad.
Al comienzo de este experimento, debido a que mezclaste bien el líquido jabonoso en el molde antes de calentarlo, la temperatura y la densidad del líquido jabonoso son parejas en todo el volumen. Cuando el molde se calienta, el líquido en la parte inferior del molde se calienta primero y se vuelve menos denso. Este líquido más liviano es empujado hacia arriba por un líquido más denso y frío en columnas localizadas. Cuando este fluido más cálido y menos denso llega a la superficie, se enfría, se vuelve más pesado y se hunde.
La región localizada donde el fluido se eleva y se hunde se denomina celda de convección. Agregar colorante para alimentos resalta el movimiento de estas corrientes de convección.
Cuando el molde se coloca en la placa caliente, las celdas de convección se elevan a través del líquido directamente por encima del elemento de calentamiento (o monedas, si las usaste).
Cuando el molde caliente se coloca en una superficie fría, el proceso de convección disminuye la velocidad. Esto hace que las celdas de convección se ensanchen y se definan con mucha precisión. Esta desaceleración del proceso de convección permite que la solución se calme lo suficiente para que aparezcan líneas más oscuras y curvas. Estas líneas oscuras muestran dónde baja el fluido de una o más celdas de convección.
La convección ocurre en todos los tipos de fluidos y ubicaciones. Puedes observar la convección en estos elementos:
Los fabricantes de jabón a menudo cambian sus fórmulas. Si encuentras una marca de jabón para manos o champú que te funcione bien, cómpralo a granel para tener un suministro para los próximos años.
Si estás trabajando con niños pequeños o si prefieres no usar un elemento de calentamiento eléctrico, puedes probar este experimento con fuentes de calor alternativas, como una vela, una taza de agua caliente (consulta la imagen a continuación) o incluso la palma de la mano.
Para no tener que mezclar una solución de jabón nueva cada vez, y para minimizar el desorden, puedes mezclar un lote de solución en una botella de cultivo. Estas botellas están hechas de plástico y no pueden colocarse sobre calor directo, por lo que deberás probarlas con una fuente de calor alternativa como se mencionó anteriormente. ¡Pero el efecto sigue siendo espectacular!
Favor de compartir tu retroalimento para poder mejorar los Bocadillos.
Los Bocadillos son experimentos científicos interactivos en español que utilizan materiales comunes.
Comienza a aprender en línea con estos recursos gratuitos en español.
Este trabajo está licenciado bajo Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0).
Atribución: Exploratorium Teacher Institute