Introducción
La ley de Charles de los gases describe la relación entre el volumen y temperatura de los gases. En esta actividad experimentaremos con dicha ley al hacer implotar una lata mediante un cambio de presión.
Objetivos
- Entender como la presión y el volumen están relacionados mediante la ley de Charles.
- Verificar experimentalmente la ley de Charles.
- Observar la implosión de la lata como resultado del cambio en la temperatura del interior.
Materiales
- Una lata de refresco vacía.
- Pinzas para alta temperatura.
- Hornillo.
- Hielo.
- Recipiente.
Fundamento científico
Cuando el agua del interior de la lata comienza a hervir, el vapor de agua expulsa al aire que originalmente estaba dentro de la lata a la atmósfera. Cuando se voltea la lata y se introduce en el agua fría, dicho vapor se condensa volviendo al estado líquido. Las moléculas de agua en estado líquido son mucho más compactas en estado líquido que en estado gaseoso, por lo que el agua ocupara ahora un volumen mucho menor, produciéndose así una merma de la presión del interior de la lata, que será mucho menor que la presión atmosférica. Es por esto por lo que la lata implosiona, para equilibrar la presión atmosférica con la del interior de la lata.
Al estar la presión constante, estamos en condiciones de la ley de Charles de los gases:
Al bajar drásticamente la temperatura se baja el volumen y, por tanto, se produce una implosión.
Procedimiento
- Se añade un poco de agua a la lata.
- Se calienta hasta que hierva.
- Con unas pinzas adecuadas se le da la vuelta y se sumerge por el lado del orificio en agua con hielo.