3.7Presión Atmosférica

 

                                                          PRESIÓN ATMOSFÉRICA

OBJETIVO:

Demostrar el efecto de la presión atmosférica en un sistema cerrado mediante el colapso de una lata utilizando una vela como fuente de calor. El experimento aprovechará el cambio de presión interna en la lata cuando el aire caliente generado por la vela se enfría rápidamente al contacto con agua. Esto permitirá observar cómo la presión atmosférica externa supera la presión interna, aplastando la lata.

MATERIALES NECESITADOS:

*Una lata de gaseosa

*Vela 

*Regla

*Mechero de laboratorio 

*Agua

*Pinza

*Placa de Petri

*Tubo de ensayo

*Recipiente de laboratorio

PROCEDIMIENTO:

• Coloca una vela en el centro de una placa de Petri y asegúrate de que quede bien adherida.

• Añade una pequeña cantidad de agua a la placa de Petri, suficiente para cubrir la base de la vela.

• Enciende la vela con un mechero de laboratorio.

• Coloca un tubo (como un vaso invertido) sobre la vela, cubriéndola completamente. Observa cómo la vela se apaga debido a la falta de oxígeno.

• Mide el nivel de agua que ha subido dentro del tubo con una regla y anota el resultado.

• Llena una lata (como una lata de refresco) con aproximadamente 20-30 ml de agua.

• Con ayuda de un mechero de laboratorio, calienta la parte inferior de la lata hasta que el agua en su interior hierva. Asegúrate de que se genere una cantidad considerable de vapor.

• Usando pinzas, retira la lata del fuego con cuidado. Rápidamente, invierte la lata (con la abertura hacia abajo) sobre un recipiente con agua fría.

• Observa cómo la lata se aplasta de forma repentina debido al cambio de presión.

• La lata se aplasta debido a que el vapor de agua en su interior se condensa al entrar en contacto con el agua fría, reduciendo drásticamente la presión interna. La presión atmosférica externa comprime la lata.

RESULTADOS ESPERADOS:

Cuando se coloca el tubo de ensayo sobre la vela encendida, esta se apagará rápidamente. Al mismo tiempo, el agua en la placa de Petri subirá dentro del tubo, ocupando parte del espacio vacío generado por la combustión y la reducción del aire disponible.

Cuando la lata llena de vapor se invierta sobre el agua fría, la lata se aplastará repentinamente debido al cambio drástico de presión. Este fenómeno ocurre porque el vapor de agua en su interior se condensa al entrar en contacto con el agua fría, lo que reduce drásticamente la presión interna de la lata. La presión atmosférica externa, mucho mayor que la presión interna de la lata, fuerza el colapso de sus paredes.

PREGUNTAS PARA REFLEXIONAR:

1.¿Por qué el nivel del agua sube dentro del tubo al apagar la vela?

 El oxígeno dentro del tubo es consumido por la combustión de la vela. Esto genera una disminución de presión en el interior del tubo. La presión atmosférica externa empuja el agua hacia adentro para llenar el espacio vacío

2.¿Qué papel juega el cambio de temperatura en el colapso de la lata?

 Al calentar el agua dentro de la lata, se genera vapor que expulsa la mayor parte del aire. Al invertir la lata sobre el agua fría, el vapor se condensa rápidamente, disminuyendo la presión interna. Esto permite que la presión atmosférica externa aplaste la lata.

3.¿Por qué la presión atmosférica puede aplastar la lata tan fácilmente, pero no lo percibimos normalmente en nuestro entorno cotidiano?

En condiciones normales, la presión interna y externa de los objetos está equilibrada. Sin embargo, en este experimento, al reducir drásticamente la presión interna de la lata, la presión atmosférica externa no encuentra resistencia, causando el colapso.

4.¿Qué pasaría si no se colocara la lata rápidamente en el agua fría después de calentarla?

Si no se enfría rápidamente, el vapor de agua dentro de la lata no se condensará de forma súbita. Esto hará que la presión interna no disminuya lo suficiente para que la presión atmosférica externa aplaste la lata.

5.¿Cómo podrías modificar el experimento para observar efectos similares en recipientes de diferentes tamaños o materiales?

Podrías usar latas más grandes, recipientes de vidrio o incluso botellas de plástico. Cambiar el material o tamaño afectará la resistencia al colapso, y podrías observar cómo la presión atmosférica tiene distintos efectos según las propiedades del recipiente.