Experimentos caseros II: El barquito que flota en el aire.

¿Cuál es el secreto?

El gas con el que llenan la pecera, se llama "Hexafluoruro de Azufre", cuya formula, haciendo gala de mis penosos conocimientos de nomenclatura inorganica (Suspendi el examen XD) es SF6.No obstante, el Hexafluoruro de Azufre, es bastante caro.Pero, en teoria, esto es posible siempre y cuando el gas sea mas denso que el aire, por lo que, En teoria, repito quiza sea posible hacerlo con CO2, que se obtiene facilmente del hielo seco.

Podríais probarlo el año que viene en ciencia divertida¡¡

Curiosidades científicas¡¡

1. Los astronautas no pueden eructar porque la ingravided no permite la separación de líquido y gas en sus estómagos.


2. ¿A qué se debe el mal olor?

Se debe a la presencia en nuestro aliento de una sustancia química denominada metilmercaptano. Las bacterias presentes en la boca provocan la descomposición de una proteína, liberando aminoácidos (cisteina y metionina) que contienen azufre, y que a su vez dan lugar a la formación del metilmercaptano. Esta sustancia es un gas que se mezcla con el aliento y es el responsable de su mal olor.
Algo parecido ocurre con nuestros pies. En las condiciones que se crean en unos pies sudorosos (un medio con características alcalinas) pueden proliferar bacterias que provoquen la formación del metilmercaptano, lo que da lugar al tan característico "olor a pies".

3. ¿Qué son los lunares?

Son pequeños grupos de células pigmentadas, que acumulan melanina en la piel. La melanina es la que le da el color a la piel, si hay más la piel es más negra, si hay menos más blanca. Se cree que algunos lunares y pecas aparecen por los efectos de la luz ultravioleta del Sol.Pero la causa principal de la aparición de los lunares es que algunas células llamadas melanocitos a veces crecen en grupo en vez de dispersas por la piel, como deberían. Estos son los encargados de darle a la piel su color natural.


4. ¿Por qué los asiáticos tienen los ojos rasgados?

Tiene que ver con el hábitat y las tormentas de nieve de los pueblos paleosiberianos, de donde descienden todos los demás pueblos de Extremo Oriente. Durante miles de años, los que tenían los ojos rasgados no se quedaban ciegos. Luego se conservó este rasgo, aunque la gente viviese en zonas cálidas.

Mujeres de la Ciencia IV : DOROTY CROWFOOT

Dorothy Crowfoot se licenció en Química y se especializó en Cristalografía de biomoléculas. Sus colegas resaltaron de Dorothy, además de su brillantez científica, una personalidad cálida, sencilla y siempre atenta.

Entre sus descubrimientos más importantes destacan las estructuras de la insulina, la penicilina y la vitamina B12.

Con la ayuda de los primeros ordenadores descubrió la estructura de la penicilina, lo cual permitió que se pudiera emplear como antibiótico.

Obtuvo el Premio Nobel de Química en 1964 por el descubrimiento de la estructura de la vitamina B12, una molécula importante para que el cuerpo fabrique glóbulos rojos y otros tejidos sanos.

Descubrió también la estructura de: colesterol, calciferol (vitamina B2), lactoglobulina, ferritina y virus del mosaico del tabaco.

13.!!!!Vamos de estreno¡¡¡¡¡ Experimentos para hacer en casa.

El Huevo que bota

Consiste en meter un huevo fresco de gallina y cubrirlo con vinagre.

Después de 48 horas, el huevo a perdido la cáscara y ha aumentado de tamaño, además de crearse una capa gomosa, hasta el punto que podemos hacer que rebote en el suelo sin romperse.

La cáscara de huevo desaparece por la reacción del ácido acético del vinatre con el carbonato cálcico de la cáscara de huevo, que forma burbujas de CO2.

La ósmosis explica el aumento de tamaño pues el agua contenida en el vinagre entra en el interior del huevo por la membrana semipermeable que lo cubre.

Y un vídeo para que veáis el proceso:

12. Curiosidades científicas.

¿Cómo se forman las caries dentales?

El esmalte dental es un compuesto básico (hidroxiapatito), por lo que es atacado y destruido por los ácidos. Aunque la saliva es neutra, las bacterias presentes en la boca descomponen los restos de alimentos atrapados entre los dientes, produciéndose sustancias ácidas. El azúcar es especialmente peligroso, ya que en mano de dichas bacterias termina dando ácido láctico, que termina por disolver el esmalte.

¿Por qué al pelar las manzanas estas toman un color marrón?

La manzana contiene unas sustancias llamadas polifenoles. Al pelarlas, permites que reaccionen con el oxígeno del aire. Gracias a unas enzimas que contiene la manzana, tienen lugar unas complicadas reacciones químicas de polimerización debido a las cuales se forma un pigmento marrón.

Más actuales...

Un rayo alcanza una temperatura mayor que la de la superficie del sol.

Los científicos han descubierto que los perros pueden oler la presencia del autismo en los niños.

Los perros ‘avisa-ataques’ pueden alertar a sus dueños hasta una hora antes del inicio de un ataque epiléptico.

11. Mujeres de la ciencia. Tercera edición

Rosalind Franklin

Rosalind Franklin fue calificada desde pequeña de "alarmantemente inteligente", cualidad que suponía un engorro más que una ventaja para una mujer en la sociedad de entonces. Rosalind se licenció en Química y realizo el doctorado en Química-Física en la Universidad de Cambridge.
Estudió las técnicas de difracción de rayos X y ayudó a esclarecer la estructura de la molécula de ADN, responsable de la herencia en los seres vivos.
No fue incluida en el Premio Nobel de Medicina a Watson, Crick y Wilkins por dilucidar la estructura del ADN.
Murió prematuramente de cáncer de ovario, quizás por una elevada exposición a las radiaciones con las que investigaba.

10.Opinión Personal

Al comenzar a leer este capítulo, no sabiamos con certeza si teniamos el nivel suficiente como para comprender los temas y experiencias que se iban a tratar, ya que nunca habíamos oido hablar de este científico.

Sin embargo, una vez más la ciencia nos ha sorprendido debido a que Manuel Lozano nos retrata a Millikan como uno de los científicos más prestigiosos y nombrados tal como Newton, entre otros ( pero para nosotras ahora sí que lo es).

Pero todos ellos (Millikan, no va a ser menos) han contribuido a los avances de la ciencia, que son muy importantes. En este caso, si Röentgen no hubiese descubierto los rayos X, Millikan no habría podido concluir sus investigaciones sobre el efecto fotoeléctrico, siendo el resultado de éste el conocimiento de la carga eléctrica del electrón.

Para concluir, podemos decir que Millikan fue otro eslabón en la cadena que constituye la ciencia, siendo de vital importancia y por tanto merecedor de ser recordado.

9. Busca e infórmate sobre: Efecto fotoeléctrico: en qué consiste y cómo explica el funcionamiento de las células fotoeléctricas.

El efecto fotoeléctrico es el proceso mediante el cual, un material sometido a la radiación electromagnética, emite o libera electrones desde una superficie por la emision de la luz.

Es muy utilizado, siendo actualmente la base de la producción de energía eléctrica por radiación solar, también se utiliza en los sensores utilizados en las cámaras digitales, las transmisiones por fax, los tubos de televisión, etc.

¿En qué consiste?

Primero, una fuente de luz ilumina un metal, tras ello y como resultado miles de millones de fotones (partículas de luz) son absorbidos por los electrones de los átomos del metal. Esta energía ganada les sirve para romper el enlace atómico y salir despedidos por su energía cinética.

Cabe señalar que no siempre ocurre esto, porque se necesita una energía suficiente para que los electrones puedan escapar del metal. A esta energía límite se le llama Función Trabajo. Sin embargo, puede darse el caso de que algunos electrones no pueden salir, aumentando de capa, que es lo que causa que se forme luz proveniente de desprender un fotón. No dependerá de la cantidad de luz, que el electrón consiga liberarse.

Esta manifestación física fue descubierta por Hertz en el año 1887, pero fue Einstein en el año 1905, el que desarrolló una explicación teórica. Aquí es donde entra Millikan. Millikan estaba empeñado en demostrar que Einstein se equivocaba. Pasó 10 años estudiando el efecto y trabajando en él para, en última instancia, comprobar que la teoría de Einstein era del todo cierta. Por ello, los dos ganaron el Premio Nobel de Física por el mismo descubrimento.

¿Cómo funcionan las células fotoeléctricas?

Las células fotoeléctricas son componentes electrónicos basados en el efecto fotoeléctrico. En su forma más simple, se componen de un ánodo y un cátodo recubierto de un material fotosensible. La luz que incide sobre el cátodo libera electrones que son atraídos hacia el ánodo, de carga positiva, originando un flujo de corriente proporcional a la intensidad de la radiación. Las células fotoeléctricas pueden estar vacías o llenas de un gas inerte a baja presión para obtener una mayor sensibilidad. Una variante de la célula fotoeléctrica, el fototubo multiplicador o fotomultiplicador, consiste en una serie de placas metálicas dispuestas de forma que la emisión fotoeléctrica se amplifica mediante una emisión eléctrica secundaria. El fototubo multiplicador es capaz de detectar radiaciones extremadamente débiles, por lo que es una herramienta esencial en el área de la investigación nuclear.
Las células fotoeléctricas se emplean en alarmas antirrobo, semáforos de tráfico y puertas automáticas. Una célula fotoeléctrica y un rayo de luz (que puede ser infrarrojo o invisible al ojo humano) forman una parte esencial de este tipo de circuito eléctrico. La luz producida por una bombilla en un extremo del circuito cae sobre la célula, situada a cierta distancia. El circuito salta al cortarse el rayo de luz, lo que provoca el cierre de un relé y activa el sistema antirrobo u otros circuitos. Se utilizan varios tipos de células fotoeléctricas en la grabación de sonido, en la televisión, prácticas de laboratorio, etc.

8.- Busca e infórmate sobre: Hipótesis de Planck: en qué consistió e importancia que tiene

Planck era consciente de que ninguna de las teorías del momento producía una curva de emisión que coincidiera con la real, ya que lo más intuitivo y lógico a pensar era que un oscilador de la materia puede oscilar como quiera. Sin embargo, haciendo simplemente una pequeña suposición, y realizando los cálculos de nuevo, se obtenía una fórmula que se ajustaba milimétricamente a la realidad. Una fórmula de una precisión enorme, que explicaba todos los experimentos realizados con cuerpos negros.

¿En qué consiste?

Planck, señaló que la única forma de interpretar aquellos resultados experimentales era suponer que los átomos responsables de la emisión de energía no pudieran hacerlo adoptando cualquier valor. La hipótesis de Planck condujo a que la energía emitida por los osciladores atómicos sólo podía tomar unos valores definidos, llamados “cuantos” de luz o fotones, proporcionales a la frecuencia de la radiación emitida. De este modo, a menor frecuencia (o mayor longitud de onda) corresponderá una menor energía y viceversa, a mayor frecuencia (menor longitud de onda) se emitirá una energía mayor, en absoluta convergencia con los hechos estudiados.
De modo que Planck publicó sus cálculos y su suposición en 1901, y durante cuatro años nadie le prestó mucha atención.

¿ Qué importancia tiene?

La hipótesis cuántica de Planck supuso una revolución en la física del siglo XX, e influyó tanto en Einstein (efecto fotoeléctrico) como en N. Bohr (modelo de átomo de Bohr). El primero concluyó, en 1905, que la única explicación válida para el llamado efecto fotoeléctrico consiste en suponer que en una radiación de frecuencia determinada, la energía se concentra en corpúsculos (cuantos de luz, conocidos en la actualidad como fotones) cuyo valor es igual al producto de la constante de Planck por dicha frecuencia. A pesar de ello, tanto Planck como el propio Einstein fueron reacios a aceptar la interpretación probabilística de la mecánica cuántica. Sus trabajos fueron reconocidos en 1918 con la concesión del Premio Nobel de Física por la formulación de la hipótesis de los cuantos (fotones) y de la ley de la radiación.


Esta hipótesis de Planck permitió deducir leyes clásicas de la termodinámica que sólo habían podido establecerse por medios experimentales, y dio origen a una nueva concepción de la física: la mecánica cuántica.

Después de formularse la hipótesis de Planck-Einstein, el listado de fenómenos sobre procesos de interacción entre la luz y la materia que no se pueden explicar utilizando el modelo ondulatorio de luz y, en cambio, son fácilmente interpretables usando dicha hipótesis aumentó de forma apreciable. Entre ellos, mencionamos el ya comentado efecto fotoeléctrico, la radiación del cuerpo negro, el efecto Compton, la producción de rayos X (animación adjunta), los espectros discontinuos de absorción y emisión de los átomos, los procesos de aniquilación de partículas produciendo fotones, etc.

7.- Explicación del funcionamiento del aparato utilizado por Millikan. Figura 8.6.

Millikan pretendía conseguir, con este experimento tan curioso medir la carga eléctrica del electrón. Explicación (breve) del experimento:

• Millikan preparó una caja que estaría dividida en dos cámaras. La primera, una especie de antesala al gran experimento, sería donde se esparcirían las gotas de aceite con el atomizador.



• Desde aquí bajarían por un tubo conector a la siguiente cámara a una velocidad menor que la esperada en un movimiento de caída libre, (ya que la viscosidad del gas y las propiedades del aceite ralentizarían la marcha). Mientras bajan, un aparato de Rayos X irradiarían la micropartícula de aceite y la ionizarían.
  


• Al llegar a la cámara de medida, las placas se activarían. La partícula, por lo tanto, queda suspendida en el medio unos instantes. Millikan con estos instantes consigue, utiizando la fórmula del campo eléctrico, deducir la intensidad de carga de la partícula de aceite y de ahí, la del electrón.

El audio del video esta en ingles, pero nosotras lo hemos visto y creemos que con nuestra explicación y viendolo es fácil de entender, ya que, los que vimos en español eran más deficientes.

6.- En la página 186 del libro, Manuel hace una explicación detallada de las fuerzas que intervienen sobre la gota y por qué se queda suspendida. Expl

La Segunda Ley de Newton es la siguiente:

F (total) = ma

Para que la gota de aceite quede es suspensión la fuerza total debe ser igual a 0. Elegimos un sentido del movimiento, en nuestro caso hacia arrriba, tomando como positivas la fuerzas que vayan en esa dirección.

Las fuerzas que actuan sobre la gota son:

• p (mg). Según lo dicho anteriormente sería -p
• Fr (muN). También sería -Fr, ya que va en sentido contrario al movimiento



• F ( q x E). En la imagen, esta fuerza será interpretada como Fe'
• Sentido Movimiento = E
• v (velocidad con la que se mueve la gota de aceite hasta quedar en suspensión)
• -Q (carga de la gota de aceite)
  

Sustituyendo en la fórmula queda:

Fe' - mg - muN = ma

Para que quede más claro añadimos una imagen, en la que estan representadas todas la fuerzas mencionadas con anterioridad:

5.- Ideas notables de Millikan al hacer su experimento.

Las Ideas Notables fueron:

1. Sometió moléculas agregadas en gotitas de agua (a modo de niebla), en un campo elétrico.
A dichas gotas se les iban uniendo los eletrones del aire liberados por los Rayos X, cargándose cada una de manera distinta, adquiriendo una carga eléctrica múltiplo de la carga del electrón.

2. Debido a que las gotas de agua se evaporaban por una parte o bien se unian entre si formando gotas de mayor tamaño, Milikan decidió utilizar gotas de aceite que no presentaban estos inconvenientes.

3. La obtención de las gotas de aceite, tambien fue peculiar ya que utilizó un difusor de perfume, llamado jocosamente atomizador.

4. Encontró que, si permitía a los rayos X pasar a través del aparato mientras observaba la gota, la carga de ésta podría aumentar o disminuir, y la velocidad de subida también variaba en función de esa carga extra.

5. Millikan y otros observadores que repitieron sus experiencias, encontraron que la carga de la gota nunca era menor que un valor mínimo (1,6· 10 –19 C ) y siempre obtenían algún valor múltiplo entero de dicho valor (LA CARGA ESTA CUANTIZADA).

Todo lo citado anteriormente, viene como resultado del experimento realizado por Millikan con el cual pretendia calcucar la carga eléctrica del electrón. Lo explicaremos más detalladamente en la pregunta número 7.

4.- Experimento de Thonsom y conclusiones. Explicación breve.

El modelo atómico de Thomson presenta el átomo como una esfera con carga positiva, donde se encuentra la mayor parte de la masa, y adheridos a esta esfera, que sería el núcleo, unas partículas menores negativas distribuidas a lo largo de todo el interior del núcleo. Con esto, se consigue una carga neutra en el átomo.

Todavía no se habían descubierto los protones ni los neutrones cuando se elaboró esta teoría. De este modo los electrones de carga negativa eran atraídos por el núcleo de carga positiva.
Este modelo duró muy poco porque un átomo así sería inestable y porque al cabo de unos años Rutherford elaboró otra teoría sobre la representación de los átomos.

3.- ¿Qué descubrió Roentgen?

El primer año en el que se concedieron los Premios Nobel, 1901, el de Física fue otorgado a un alemán, Wilhelm Röntgen, por el descubrimiento de un nuevo tipo de radiación, los rayos Röntgen o, como le agradaría a su descubridor que los llamáramos, rayos X.

Röntgen, al igual que muchos otros científicos estaba estudiando los rayos catódicos, realizando experiencias con un tubo de Lenard. El extremo del tubo se encontraba tapado con cartón, pero el físico observó que una pequeña pantalla, también de cartón, brillaba con un fulgor fluorescente cuando estaba cerca del tubo.
El brillo fluorescente no era raro pero, si la pantalla brillaba porque estaba recibiendo radiación del tubo, pero no era posible que lo hiciera ya que estaba tapada con cartón. Para asegurarse de que no estaba confundiéndose, utilizó un tubo con una pared de vidrio más gruesa, y lo cubrió completamente de cartón pintado de negro para que absorbiera toda la radiación posible. Además, cerró todas las ventanas , para que la habitación estuviera absolutamente a oscuras y no hubiera posibilidad de que la luz del Sol tuviera que ver con esto. Sin embargo la fluorescencia continuaba.

Puesto que no tenía la menor idea de qué eran esos rayos que atravesaban el cartón, Röntgen los denominó rayos X, ya que la letra x era la más utilizada como incógnita en ecuaciones matemáticas.

Realizando comprobaciones, llegaron a la conclusión de que los rayos X atravesaban todo tipo de materiales a excepción de metales pesados. Pero no fue esto lo que más les impresionó, sino cuando comprobaron qué sucedía con el cuerpo humano: Anna (mujer de Röntgen) puso su mano sobre una placa fotográfica mientras Röntgen manipulaba los aparatos, exponiendo la mano y la placa a radiación X durante unos quince minutos.

El resultado fue:

Lo primero que exclamó Anna fue: “¡He visto mi propia muerte!”

2.- ¿De dónde procede la designación del nombre de los rayos catódicos?

Los rayos catódicos, son electrones de alta velocidad emitidos por el electrodo negativo de un tubo de vacío al ser atravesado por una corriente eléctrica.

EXPERIMENTO RAYOS CATÓDICOS:

En uno de los extremos de un tubo de vidrio al que se ha practicado vacío, se coloca un filamento recubierto de un material emisor de electrones. Este filamento se calienta hasta la incandescencia con el uso del voltaje marcado como B en la figura. Debido al calentamiento, los electrones del material del filamento pueden escapar de él muy fácilmente y saltar al vacío atraídos por la polaridad positiva del cilindro cargado positivamente denominado cátodo de aceleración.

Los rayos catódicos se llaman así debido a que en el experimento anteriormente explicado los rayos viajaban desde el cátodo al ánodo, denominándose rayos catódicos.

1.- Al principio del capítulo se hace referencia a dos pesonajes, Tales de Mileto y Franklin(que fue también presidente de EEUU). ¿Cómo entendieron el

La palabra electricidad proviene del vocablo griego "elektron", que significa "ámbar".Las primeras noticias del descubrimiento de la electricidad se remontan al siglo VII a. C. cuando Tales de Mileto, (640-548 a. C. ), uno de los Siete Grandes Sabios de la antigua Grecia, descubrió que al frotar un trozo de ámbar (resina fosilizada) con un paño, éste empezaba a ataer pequeñas partículas como hojas secas, plumas e hilos de tejidos que se encontraran a poca distancia.

Tales dedujo que éste fenómeno se origina en cargas eléctricas produciendo la atracción de los cuerpos (el ámbar se electriza), siendo así como entendió la electricidad.

En 1752, Franklin lleva a cabo en Filadelfia su famoso experimento con la cometa. Ató una cometa con esqueleto de metal a un hilo de seda, en cuyo extremo llevaba una llave también metálica. Haciéndola volar un día de tormenta, confirmó que la llave se cargaba de electricidad, demostrando así que las nubes están cargadas de electricidad y los rayos son descargas eléctricas (se producen por el paso de energía entre la ionosfera y la superficie terrestre).

Con este experimento Franklin llegó a demostrar dos cosas: que la materia que compone el rayo es idéntica a la de la electricidad, y que un conductor de forma aguda y de cierta longitud (cometa) puede emplearse como descarga de seguridad de las nubes tormentosas. Estas conclusiones le sirvieron para inventar el pararrayos.
También presentó la teoría del fluido único (ésta afirmaba que cualquier fenómeno eléctrico era causado por un fluido eléctrico, la "electricidad positiva", mientras que la ausencia del mismo podía considerarse "electricidad negativa") para explicar los dos tipos de electricidad atmosférica a partir de la observación del comportamiento de las varillas de ámbar, o del conductor eléctrico, entre otros.

Tras realizar todo lo anterior, llegó a la conclusión que que la electricidad está formada por dos polos: positivo y negativo que al unirse cierran el circuito produciéndose dicho fenómeno.

Fue así como llegó a comprender la electricidad.