Experimento de la dilatación térmica URGENTE
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
1) Ponemos un cazo al fuego, y sobre él, el tarro invertido. Esto es: Cazo y tapa del frasco están en contacto. Vamos a verter sobre el cazo una pequeña cantidad de agua, lo justo para que el contacto entre cazo y tapa sea mediante agua. Unos 3 mm de profundidad de agua, no más.
2) Cuando veamos que el agua comienza a hervir contamos hasta 10
3) Apagamos el fuego
4) Tomamos el tarro con una mano (estará frío) y con un trapo en la otra mano (para no quemarnos) giraremos la tapa, que estará aún caliente.
Comprobaremos que el tarro se abre con una facilidad asombrosa.
La razón de esto es que la tapa se ha dilatado por efecto del calor, se ha agrandado un poco, y por eso queda prácticamente suelta.
No solamente la tapa (hierro) tiene un coeficiente de dilatación mayor que el tarro (vidrio), sino que sólo hemos calentado la tapa, el resto del tarro apenas recibe calor.
OBSERVACIONES:
La función del agua que ponemos en el cazo es triple:
1) Mejora la conductividad térmica cazo -> tapa al rodear a ambos íntimamente, incluyendo recovecos, imperfecciones y microporos. Microscópicamente, las superficies "planas" no son tan planas. El agua llena esos espacios y la conductividad será mejor.
2) El agua actúa de amortiguador térmico: Por mucho calor que la cocina comunique al cazo, mientras haya agua, la temperatura no excederá de 100ºC que es la temperatura a la cual hierve el agua en condiciones normales. Si se aporta mucho calor, ese calor no subirá la temperatura por encima de 100ºC sino que se evaporará agua a mayor ritmo. Esto impedirá que se alcancen temperaturas demasiado altas.
3) El agua aporta inercia térmica para evitar que al tomar el frasco la tapa se enfríe rápidamente lo que conllevaría que se contraiga nuevamente.