Cómo aplastar una lata utilizando la presión del aire

Aprende sobre la presión de aire. El aire que te rodea se presiona contra ti y contra todos los demás objetos, con una presión de hasta 101 kPa (94,84 por cm2) cuando estás a nivel del mar. Esto normalmente debe ser suficiente para que una lata se comprima por sí sola o incluso una persona. Esto no sucede porque el aire que está dentro de la lata de refresco (o el material dentro de tu cuerpo) empuja hacia afuera con la misma presión y porque la presión del aire “se anula a sí misma”, empujándonos así desde todas las direcciones por igual.

Averigua lo que sucede cuando calientas la lata de agua. Cuando el agua de la lata hierve, puedes ver que el agua empieza a escaparse como gotas pequeñas en el aire o vapor. Un poco del aire de la lata se empuja hacia fuera cuando esto sucede a fin de hacer espacio a la nube de gotas de agua en expansión.^[4]

• A pesar de que la lata pierde algo de aire que está dentro, todavía no lograrás que se comprima ya que el vapor de agua que tomó el lugar del aire empujará desde el interior.
• En general, cuanto más calientes un líquido o un gas, más se expandirá. Si es un contenedor cerrado, no podrá seguir expandiéndose y ejercerá más presión.^[5]

Entiende cómo se comprime una lata. Cuando volteas la lata en el agua helada, la situación cambia de dos maneras. En primer lugar, la lata ya no estará abierta al aire ya que el agua bloqueará la abertura. En segundo lugar, el vapor de agua que está dentro de la lata se enfriará rápidamente de nuevo. El vapor de agua se reducirá una vez más a su volumen original, la cantidad pequeña de agua en el fondo de la lata. Súbitamente, la mayor parte del espacio que hay dentro de la lata no tendrá nada, ni siquiera aire. El aire que estuvo presionando desde la parte externa de la lata todo este tiempo, de repente no tendrá nada en el otro lado que la resista, por lo tanto, la lata se comprimirá hacia adentro.

• El espacio que no tiene nada se llama vacío.

Mira la lata de cerca para que descubras un efecto más del experimento. La aparición del vacío o del espacio donde no hay nada, dentro de la lata tiene otro efecto además de provocar que la lata se comprima. Mira la lata con cuidado a medida que bajas en el agua y otra vez a medida que la levantes. También podrás notar que una cantidad pequeña se succionará hacia la lata y luego goteará de nuevo. Esto se debe a que la presión del agua se presionará contra la abertura de la lata, sin embargo, será simplemente lo suficiente como para llenar un poco la lata antes de que el aluminio se comprima.

Pregúntale a los alumnos por qué se comprimió la lata. Fíjate si los alumnos tienen alguna idea sobre lo que le pasó a la lata. No afirmes ni niegues ninguna de las respuestas en esta parte. Acepta todas las ideas y pide a los alumnos que expliquen lo que piensan.

Ayuda a los alumnos a crear variaciones sobre el experimento. Pídele a los alumnos que creen nuevos experimentos para que pongan a prueba sus ideas y pregúntales lo que piensan que pasará antes de que realicen el experimento nuevo. Si tienen problemas para crear un nuevo experimento, ayúdalos. Aquí te presentamos algunas variaciones que te pueden ser útiles:

• Si un alumno piensa que el agua (no el vapor de agua) dentro de la lata fue responsable de que se haya comprimido, haz que los alumnos llenen una lata entera con agua y que se fijen si se comprime.
• Prueba el mismo experimento con un recipiente resistente. El material más duro debe tomar más tiempo en comprimirse, lo cual dará al agua helada más tiempo para llenarla.
• Trata de dejar que la lata se enfríe por un tiempo breve antes de que lo pongas en el baño de hielo. Esto dará como resultado que haya más aire en la lata y, por lo tanto, que la compresión sea menos severa.