177 – El aire caliente se eleva
El aire más cálido pesa menos que el aire más frío
Principio de un globo aerostático
Introducción a:
- Expansión de gases cuando se calienta
- Ecuación de estado de los gases ideales
- Flotabilidad en los gases
Material:
- Vaso como forma de impresión (aprox. 1/2 l, p. ej., botella de plástico, vaso)
- Papel de aluminio, aprox. 1/2 m
- Banda elástica
- Cinta adhesiva
- Regla (aprox. 30 cm de largo)
- Pasador (cilíndrico, sin bordes)
- Bloques de edición (bloques de madera (cúbicos, duros, lisos) o monedas, altura aprox. 2,5 cm)
- Pesos / piezas de masa para equilibrar la báscula (por ejemplo, tuercas de tornillo, varias monedas)
- Vela
- Encendedor / Fósforo
Montaje:
- Cilindro de aluminio:
- Coloque el papel de aluminio sobre el recipiente y utilícelo para hacer un cilindro hueco con un volumen de aproximadamente medio litro
- Fíjale el anillo de goma con cinta adhesiva
Escala de la regla:
- Sujete el bolígrafo a la regla con la cinta, aproximadamente a un tercio de la longitud
- Coloque la escala de la regla en los bloques de soporte en el borde de una mesa y cuelgue el anillo de goma con el cilindro de aluminio sobre el extremo más largo de la regla. El cilindro de aluminio debe poder balancearse libremente junto al borde de la mesa.
- Tara la báscula de la regla usando los pesos para que el cilindro de aluminio tenga solo un ligero sobrepeso mínimo.
Ejecucción:
- Sostenga la llama de la vela debajo de la abertura del cilindro de aluminio.
Observación:
- Las básculas se desvían, es decir, el cilindro de aluminio se mueve hacia arriba.
- Si se quita la llama de nuevo, la erupción disminuye.
Tip:
- Para comprobarlo, cuelgue el cilindro de aluminio con la abertura hacia arriba en la escala de la regla, esta vez la escala no se desvía.
Explicación:
- El aire caliente en el cilindro tiene una densidad más baja que el aire circundante, por lo que el cilindro experimenta elevación.
- El aire caliente en el cilindro contiene menos partículas que el aire más frío que estaba en él primero. Por lo tanto, pesa menos.
- En la ecuación de estado de los gases ideales pV = NkT que también se aplica aproximadamente al aire, la presión p y el volumen V son constantes. Por lo tanto, la temperatura absoluta T es indirectamente proporcional al número de partículas N.