Los gases, la teoría cinética y una bolsita de té

Publicado el 21 de Noviembre de 2022 | Física y Química

Para ayudarte a abordar la teoría cinética y las leyes de los gases te proponemos dos preguntas con la que llamar la atención de tus estudiantes: “¿El frío pesa?”

El frío es una sensación que se experimenta cuando la temperatura es baja. No se puede por tanto medir su altura, no tiene color, no huele y no se puede poner sobre una balanza.

Sin embargo, podemos reformular la pregunta. ¿Gana peso un objeto al enfriarlo?¿Y un gas?

No importa si un objeto está frío o caliente. Este pesará lo mismo porque tendrá la misma cantidad de masa. Lo que sí cambia sin embargo, es su densidad y por eso tus alumnos y alumnas seguramente habrán escuchado que el aire caliente pesa menos que el frío, motivo por el que los radiadores están cerca del suelo y los aparatos fijos de aire acondicionado se instalan cerca del techo.

Según la teoría cinética los gases están formados por partículas microscópicas que se mueven continuamente en todas direcciones, chocando unas con otras tanto más rápido cuanto mayor sea la temperatura del gas, lo que genera un aumento de volumen y por tanto una disminución de la densidad.

Para demostrar los efectos de este descenso de la densidad puedes realizar una demostración en clase para la que sólo necesitarás unas bolsitas de té, unas tijeras y un mechero de cocina.

Quita la etiqueta, la cuerda y la grapa de la bolsa. Cortala por el extremo y vacía su contenido. Obtendrás un cilindro hueco de papel.

Coloca el cilindro en vertical sobre una superficie lisa y con el mechero de cocina prende la parte superior. Observarás como la llama desciende hasta la base para finalmente ascender.

Lo que ocurre es que cuando la llama quema hacia abajo la bolsa de té, calienta el aire contenido en el cilindro. Este aire más cálido y menos denso sube por encima del aire más frío y denso.

A medida que la bolsa de té se quema, se convierte en ceniza y humo. El humo se eleva y se disipa en el aire, dejando solo un delicado esqueleto de ceniza. Como la ceniza es muy ligera, la fuerza del aire caliente ascendente es capaz de elevarla.

Por Lucía García