Conceptos clave
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Tensión superficial -
Fuerzas
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Introducción
¿Alguna vez te has despertado temprano por la mañana, has salido fuera y has visto pequeñas gotas de agua sobre las briznas de hierba? ¿Por qué no se cae el agua? También puede que hayas visto al insecto zapatero en el agua, que parece patinar fácilmente sobre su superficie. Esto es posible debido a la tensión superficial, que es la tendencia de la superficie de un líquido a mantenerse estable. ¿Qué cambios se producen cuando se combinan las tensiones superficiales de dos líquidos diferentes? Descubriremos la respuesta a esta tensa pregunta con el siguiente experimento.
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Antecedentes
Gran parte de lo que sabemos ahora sobre la tensión superficial lo descubrió la científica Agnes Pockels, que fue una pionera de la "ciencia de superficies". Realizó experimentos en el fregadero de su propia cocina e hizo muchas observaciones importantes que influyeron en la forma en que estudiamos los líquidos. La tensión superficial no solo es importante en muchos procesos de ingeniería, también es importante para la salud del planeta, ya que permite la formación de burbujas, lo que ayuda a distribuir el material orgánico por las capas del océano. Hoy vamos a hacer un experimento que nos ayudará a comprender mejor cómo se puede alterar la tensión superficial con agua y jabón.
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- Un ayudante adulto
- Un clip de los que sirven para cerrar bolsas de pan de molde, o una tarjeta recortada con una forma similar
- Tijeras
- Recipiente
- Agua
- Jabón líquido (el jabón para lavar platos funciona mejor)
- Bastoncillo de algodón o palillo de dientes (opcional)
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Preparación
- Recorta una hoja de material plástico fino con la forma del casco de un barco; asegúrate de que la parte trasera del barco tenga una muesca. A lo mejor quieres que un adulto te ayude con este paso.
- Llena un recipiente con agua del grifo.
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Procedimiento
- Haz una predicción: ¿qué pasará si pones jabón en la muesca en la parte trasera del barco?
- Pon el barco en el agua, cerca del borde del recipiente.
- Utiliza un dedo, un palillo de dientes o un bastoncillo de algodón para aplicar un poco de jabón para lavar platos en la muesca de la parte trasera del barco. ¡Mira lo que ocurre!
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Observación y resultado
El barco debería avanzar en el agua. Esto se debe a que los líquidos siempre se mueven de una tensión superficial baja a una tensión superficial alta, que es lo que se denomina efecto Marangoni. El jabón tiene una tensión superficial mucho más baja que el agua, por lo que empuja desde la muesca en la parte trasera del barco. Esta fuerza empuja el barco hacia adelante, de forma similar a un cohete que empuja combustible fuera del depósito para impulsarse hacia arriba.
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Limpieza
No olvides limpiar todo cuando hayas terminado. El agua se puede verter por el desagüe y el recipiente se puede enjuagar y guardar. Puedes tirar el barco y el bastoncillo de algodón o los palillos de dientes. Recoge todos los materiales que hayas utilizado devolviéndolos al sitio de donde los cogiste.
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Más para explorar
Este experimento utiliza un barco muy pequeño con una forma muy particular. ¿Qué ocurriría con un tamaño diferente o una forma diferente? ¿El barco puede transportar algún tipo de carga? ¿Puedes poner peso sobre él y, aun así, hacer que se mueva? ¿Cuánto? En lugar de poner peso en el barco, ¿hay alguna manera de convertirlo en un remolcador, tirar de algo detrás de él y que siga funcionando? ¿Cómo afecta cualquiera de estos cambios al rendimiento del barco?
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Supervisión de un adulto y la seguridad son lo primero
- Sigue cuidadosamente las instrucciones del experimento.
- Conviene que un adulto responsable ayude con cada experimento.
- Si bien los experimentos científicos en casa son formas muy interesantes de aprender sobre ciencia de manera práctica, ten en cuenta que algunos pueden requerir que los participantes tomen precauciones de seguridad adicionales y/o que no lo dejen todo perdido.
- Conviene que sean los adultos los que manipulen o ayuden con materiales u objetos afilados o potencialmente dañinos.
- Los adultos deben revisar cada experimento y determinar cuál es la edad apropiada para la participación del estudiante en cada actividad antes de realizar cualquier experimento.
