Nuevo manual de la UNESCO para la enseñanza de las ciencias

Nuevo Manual de la Unesco para la ensedanza de las ciencias
Nuevo Manual
de 1aUnesco
para la enseñanza
de las ciencias
a
Editorial Sudamericana / Buenos Aires 1975
EDICIÓN EN E S P A Ñ ~ LAUTORIZADA POR LA
ORGANIZACION D E LAS NACIONES UNIDAS PARA LA EDUCACION,
LA CIENCIA Y LA CULTURA
TRADUCCI~N
DE ALBERTOE. J. FESQUET Y CARLOS
E. A. G o N D E L L
P R I N T E D IN A R G E N T I N A
IMPRESO EN LA ARGENTINA
@ 1973, Unesco
Queda hecho el depósito que previene la ley 11.723. @ (para la versión española) 1975, Editorial
Sudamericana Sociedad Anónima, calle Humberto l? 545, Buenos Aires.
T h ü M DEL ORIGINAL E N INGLÉS:
“NEW UNESCO SOURCE BO0,K FOR SCIENCE TEACHING”
Prefacio
El Nuevo Manual de la Unesco para la
Enseñanza de las Ciencias se ha preparado con el propbsito de actualizar el M a nual de la Unesco para la Enseñanza de
las Ciencias proporcionando un repertorio
m á s amplio de material científico apto
para incluir en los cursos de introducción
a las ciencias. h Conferencia General de
la Unesco, en su decimoquinta sesión de
1908, resolvió que se efectuara una nueva
edición, como consecuencia de los pedidos
formulados en tal sentido por los estados
miembros.
La coordinación de la revisión estuvo
a cargo del Centro de Enseñanza de la
Ciencia de la Universidad de Maryland,
EE. UU.,bajo la supervisión editorial del
Dr. J. David Lockard, director del mencionado Centro y de la Clearing House on
Science and Mathematics Curricular Developments. Fueron miembros agregados
del equipo revisor los Dres. Alfred de Vito,
J. Dudley Herron, Ralph W. Lefler, Robert W.Menefee y W a y n e Taylor.
L a revisión final del manuscrito estuvo
a cargo del Dr. H. Ibstedmt y los Sres. J.
Kent y E. G. Smith.
C o m o preparación previa a la revisión
se recogieron numerosos comentarios y
sugerencias remitidas por los usuarios de
las ediciones anteriores del Manual de la
Unesco para la Enseñanza de las Ciencias,
tarea que estuvo a cargo de la Confederación Mundial de Organizaciones de Profesionales de la Enseñanza (WCOTP),organizaciones de maestros y asociaciones
profesionales, que fueron invitadas a contribuir con sus sugerencias tendientes al
mejoramiento del mismo, y la Asociación
de Zambia para la Educación Científica
coordinó un estudio especial. Posteriormente se organizó una reunión bajo los
auspicios de la WCOTP, en la cual se establecieron los lineamientos de la revisión.
La historia del Manual de la Unesco
para la Enseñanza de las Ciencias se remonta a la época de la terminación de la
segunda guerra mundial, en la cual, la
Unesco patrocinó la edición de un pequeño volumen titulado Sugerencias para
Maestros que Enseñan Ciencias en Países
Devastados, escrito por J. P. Stephenson
(ex maestro de ciencias en la Escuela de
la Ciudad de Londres y Miembro del Comité de Cooperación de la Roya1 Society
con la Unesco, para el Reino Unido). Este
libro, de probada utilidad en las áreas
devastadas, obtuvo un éxito extraordinario en regiones que previamente habían
contado con poco o ningún equipo para
la enseñanza práctica de las ciencias.
E n 1956, dicho libro había alcanzado
considerable difusión, especjalmente por
la incorporación al mismo de sugerencias
de los expertos de la Unesco en el campo
de la enseñanza científica, relativas a la
construcción de un equipo sencillo y a la
realización de experimentos Utilizando los
materiales disponibles en la localidad. El
mismo se transformó en la primera edición del Manual de la Unesco para la Enseñanza de !as Ciencias.
E n 1962 se publicó una segunda edición, y desde entonces el libro se reimprimió 24 veces y fue traducido a 30 idiomas. Hasta la fecha se han vendido casi
750.000 ejemplares.
Sería una tarea en absoluto imposible
mencionar a todos los que han contribuido
a la preparación del presente volumen. El
origen de buena parte del material incluido en el mismo está profundamente sepultado en el pasado y pertenece al patrimonio común de todos los maestros de
ciencias de todas partes. Además de la
labor de J. P. Stephenson y del Dr. J.
David Lockard y sus colaboradores, ya
mencionada, cabe un reconocimiento especial para las numerosas personas y
grupos que en diversas formas han contribuido a esta edición, y también a aquellos cuyos nombres figuran en !os prefacios de las ediciones anteriores.
Agradecimientos
Muchas de las ideas que, modificadas y
adaptadas para su aplicación, figuran en
el Manual proceden de trabajos de los siguientes autores y editores: R. y M.Buchsbaum, A. D. Bulman, Louis T. Cox Jr.,
Alfred E. Friedl, Paul D. Merrick, Alberta
Whitfield, R. Kudo, R. Sund, L. Trowbridge, Henry Holt y Co., Charles E. Merrill
Publishing Company, National Science Teachers Association, EE. UU., Association
for Science Education, Reino Unido, y
University of Chicago Press.
Por supuesto, se han consultado otros
manuales de metodología científica, y se
agradece cordialmente a: Source Book for
Elementary Science, de Hone, Joseph y
Victor; A Source Book for the Physical
Sciences, por Joseph, Brandwein, Morholt,
Pollack y Castka; A Source Book for the
Biological Sciences, de Morholt, Brandwein
y Joseph, todos publicados por Harcourt
Brace Jovanovich Jnc.; y Geology and
Earth Sciences Source Book, publicado por
el American Geologid Institute.
Han sido muy fructíferas las ideas sugeridas por proyectos de diversos currículos, tales c o m o los Nuffield Projects,
en el Reino Unido, y los patrocinados en
EE. UU. por la National Science Foundation (es decir, ISCS, BSCS, PSSC) y los
del Departamento de Estado de Educación. Expresamos nuestro reconocimiento
a todas estas fuentes.
El mapa estelar detallado, para las regiones situadas entre ambos trópicos, se
debe al Sr. H. A. Diamand, experto de la
Unesco en la República Popular del Congo, quien lo preparó especialmente para
esta publicación.
Todas las ilustraciones fueron dibujadas
por la Srta. Dominique Bazin y el señor
Paolo Moriggia.
Contenido
Introduccidn
Capítulo primero
l
1
l
l
l
1
Recursos, facilidades y técnicas para la
enseñanza de las ciencias 15
Algunas sugerencias acerca de la enseñanza de las ciencias 17
Posibles recursos 17
Empleo de los recursos 18
Facilidades para la enseñanza de las
ciencias 18
La seguridad en el laboratorio 20
Herramientas y técnicas útiles 23
Herramientas 23
Corte de vidrios 24
Soldaduras 25
Copias heliográficas y diazotipias 27
Construcción de un equipo de uso
general 28
Dispositivos para pesar 28
Dispositivos ópticos 30
Fuentes de calor 32
Dispositivos para medición 34
Otras sugerencias útiles 34
Soluciones químicas 36
Preparación de soluciones de molaridad
conocida 36
Preparación de reactivos 37
Reactivos de uso general en el laboratorio 37
Reactivos generales 37
Soluciones y reactivos especiales 39
Capítulo segundo
Ciencias físicas 43
Química 45
Introducción 45
El mechero de Bunsen 45
Identificación de sustancias puras 46
Energía necesaria para transformar a
los sólidos en líquidos y a éstos en
vapor 50
Aplicación de los puntos de fusión y
ebullición, y la solubilidad y densidad
a problemas relativos a la separación
de sustancias, de las mezclas de que
forman parte 51
El efecto del calentamiento en las
sustancias 55
C ó m o preparar, recoger y ensayar algunos gases 57
¿Qué es la herrumbre? 61
Extractos coloreados prqcedentes de
flores, como indicadores de ácidos y
bases 62
Crecimiento de los cristales 63
La materia en forma de partículas.
Su movimiento, número y dimensiones 66
Conductividad eléctrica de las sustancias 69
Materiales de construcción 70
Electrólisis de fusiones y soluciones
acuosas 73
Reacciones químicas 75
La energía de las reacciones químicas 79
Energía eléctrica de las reacciones
químicas 81
Determinación de las causas que afectan a la velocidad de reacción 86
Descomposición de moléculas grandes
en otras m á s pequeñas 88
Construcción de moléculas 90
Calor y temperatura 91
El calor como energía 91
Dilatación 91
Termómetros 93
Conductividad 94
Convección 96
Radiación 98
La cantidad de calor 99
Magnetismo y electricidad 99
. Electricidad estática
99
L a corriente eléctrica 103
Magnetismo
110
Electromagnetismo 113
Movimiento ondulatorio 116
Producción de ondas 116
Sonido 119
Luz: Producción de luz; Reflexión; Refracción; Color 122-128
Mecánica 132
Balanzas 132
Experimentos con la gravedad
132
Inercia 135
Fuerza centrípeta 136
Fuerza y movimiento 137
Acción y reacción 138
Máquinas
138
Fluidos 143
La presión de los líquidos 143
Flotabilidad 146
Tensión superficial 149
La presión atmosférica 151
Capítulo tercero
Biología 159
Introducción 161
Niveles de organización 161
Explicación de los niveles 161
Estudiando los organismos 163
Por qué los alumnos deben estudiar
organismos vivientes 163
Comportamiento de las aves 164
Organismos acuáticos 166
Embriones de pollo 167
Insectos 168
Coleccionando organismos del suelo 170
!
Trampas para mamíferos peqheños y
reptiles 170
Enjaulando animales 171
Planarias 172
Estudiando las poblaciones 172
Estudiando las comunidades 177
Ecosistemas 180
Estudiando las plantas 181
Estudiando los animales 188
Estudiando los tejidos 189
Estudiando las células 190
Capítulo cuarto
Ciencias de la tierra y del espacio 193
Introducción 195
Rocas y minerales 195
Iniciación simple 195
Propiedades físicas de los minerales 196
Principales componentes minerales de
las rocas 198
Principales grupos de rocas 199
Producción de rocas artificiales 202
Tareas a realizar 203
Suelos 204
Suelo y agua 206
Actividades adicionales 210
Astronomía y ciencias del espacio 211
Instrumentos astronómicos 21 1
Cuadrantes solares 213
Familiarizándonos con las estrellas y
planetas 215
Observación de fenómenos celestes 226
Observación de los efectos del movimiento de la Tierra 228
Modelos y demostraciones para la enseñanza de la astronomía 232
Modelos para las ciencias del espacio 235
El tiempo 239
Construcción de instrumentos y de una
estación meteorológica 239
Los vientos y el tiempo 244
C ó m o se carga el aire de humedad 247
C ó m o el aire pierde su humedad 248
Proyectos meteorológicos 250
Las nubes y el tiempo 254
Apéndices
1. Unidades SI 261
2. Conversión de unidades de otros sistemas a unidades SI 263
3. Tabla periódica 264
4. Tabla de los elementos 266
5. Indicadores ácido-base 268
6. Humedad relativa del aire (porcentaje) -"C 269
7. Equivalencia de temperaturas en distintas escalas 269
8. Logaritmos 270
9. Transportador, escuadra, etc. 272
indice
275
Intraducción
El objetivo perseguido por los hombres de
ciencia, en todas las regiones del mundo,
y que configura el proceso de la investigación científica es la búsqueda de una
comprensión m á s completa de los fenómenos que ocurren a nuestro alrededor.
Así como la ciencia en sí misma es
universal, lo es también la búsqueda de
mejores métodos para 5u enseñanza,
El Nuevo Manual de la Unesco para la
Enseñanza de las Ciencias está integrado
por ideas aportadas por maestros de todo
el mundo para el empleo de los recursos
y materiales comunes en la enseñanza
científica corrientemente asequibles. Es un
libro destinado a los maestros, particularmente a los que enseñan ciencias en escuelas elementales y en los cursos inferiores de las escuelas secundarias y a los
que se preparan para ,dichatara.
Para que las ciencias se aprendan eficazmente, su enseñanza debe ser experimental. Se halla tan próxima a la vida de
cada niña o muchacho que ningún maestro debería estar desprovisto de materiales de primera m a n o para su estudio.
El mundo, dentro, debajo, alrededor y
por encima de nosotros, en todas las regiones del globo, presenta una interminable
variedad de fepómenos aptos para servir
de tema a la enseñanza de las ciencias, así
como también materiales utilizables para
la construcción del equipo científico y elementos auxiliares.
El Nuevo Manual de la Unesco para la
Enseñanza de las Ciencias ha sido proyectado para que constituya una fuente
de ideas para planificar actividades científicas simples, investigaciones y experimentos susceptibles de ser realizados por
los mismos alumnos, y para la construcción de un instrumental científico sencillo, empleando materiales disponibles en
la localidad donde se imparta la enseñanza.
C o m o en el territorio de un país los recursos difieren ampliamente, c o m o asimismo en las distintas localidades, se
anticipa que cada maestro deberá extraer
de los disponibles, los materiales adecuados a las necesidades de sus alumnos y a
las circunstancias particulares de la enseñanza.
El Nuevo Manual de la Unesco para la
Enseñanza de las Ciencias puede también
ser útil a grupos de alumnos consagrados
a las actividades propias de los clubes
científicos, por ejemplo, o individualmente a los que realicen a título personal
actividades o investigaciones científicas.
No obstante, se supone que dichas tareas
se realizarán bajo la guía y la supervisión
general de un maestro, lo que permitirá
al alumno obtener el mayor provecho de
sus experiencias y hallazgos, y también,
en muchos casos, en razón de las precauciones de seguridad necesarias. Por
este motivo, el libro no está dirigido en
forma directa a los alumnos.
La nueva edición revisada se ha preparado con el propósito de actualizar el M a nual de la Unesco para la Enseñanza de
las Ciencias para que refleje los enfoques
modernos de la enseñanza científica en
los niveles elementales y de los primeros
ciclos del secundario. E n razón de la condición de largo alcance de los nuevos adelantos en el enfoque y metodología de la
enseñanza de las ciencias, no se ha intentado incluir en este único volumen indicaciones extensas sobre estrategias pedagógicas. Estas formarán parte de un segundo volumen: el Manual de la Unesco para
Maestros de Ciencias, que también comprenderá aspectos del proceso de aprendizaje en los niños y consideraciones de
carácter sociológico, como, por ejemplo,
las relacionadas con las actividades de
los maestros de ciencias en la práctica
escolar.
Si los alumnos poseen la capacidad necesaria para captar los problemas que surgen de la aplicación de las ciencias a su
vida diaria, deberán estar habilitados para
lograrlo a través de una enseñanza de
aquéllas ampliamente fundamentada. Esta
seleccionará cuidadosamente el material
procedente de todas las categorías científicas, comprendidas las ciencias de la Tierra y del espacio y las disciplinas intermedias. Para lograr dicha finalidad se ha
ampliado considerablemente la extensión
del Nuevo Manual de la Unesco para laEnseñanza de las Ciencias.
Esta nueva edición revisada, incluye
una sección m á s extensa de ciencias biológicas y gran cantidad de material nuevo en las ciencias de la Tierra y del espacio. La sección correspondiente a las
ciencias físicas contiene también una cantidad apreciablemente mayor que la correspondiente al Manuaf anterior, de material didáctico sobre química.
Si los alumnos captan la ciencia como
una unidad, será necesario poner énfasis
en la enseñanza de los conceptos claves
que constituyen los fundamentos de m u chas disciplinas científicas. Nociones básicas, como las de materia y energía y su
relación mutua y los distintos niveles en
la organización de los seres vivos, constituyen los temas claves de los principales capítulos del libro.
A u n cuando el estilo se ha conservado
en la forma más accesible a los numerosos usuarios del Manual en todo el m u n ~
do, se han introducido algunas modificaciones importantes en su formato y presentación, con el objeto de facilitar su
empleo, y se ha incluido un fndice.
El material ha sido agrupado en cuatro capítulos principales titulados: ‘Recursos, facilidades y técnicas para la enseñanza de las ciencias’; ’Ciencias físicas’;
‘Ciencias biológicas’ y ‘Ciencias de la Tierra y del espacio’. Tales títulos ng implican el encasillamiento mental de la enseñanza de las ciencias comprendidas en
dichas áreas particulares.
Se ha escogido dicha división, no obstante, para facilitar la consulta, dado que
quienes utilizarán el libro se ajustarán B.
programas m u y diferentes, tanto en su
contenido c o m o en lo relativo B la organización del material, no habiéndose intentado un agrupamiento m á s integral del
mismo.
Se ha realizado un esfuerzo tendiente a
mejorar la exactitud de todas las informaciones presentadas, incluyendo sólo experimentos y equipos de probada confiabilidad bajo diversas condiciones climáticas.
Muchas de las figuras y diagramas de
la primera edición se han dibujado nuevamente, prestándose mucha atención a la
seguridad en el iaborcdorio, tema acerca
del cual se incluye una nueva sección. E n
todo el libro se han empleado las unidades internacionales y del sistema métrico
decimal. Se invita a quienes utilicen el
Nuevo Manual a remitir a la Unesco sus
comentarios, críticas y sugerencias, susceptibles de incorporarse en ediciones futuras.
Capítulo primero
Recursos, facilidades y técnicas
para la enseñanza
de las ciencias
Algunas sugerencias acerca de la enseñanza de las ciencias
Posibles recursos en un área rural
afsla un edificio; los diferentes materiales
que se emplean; la diferencia entre el suelo excavado para las fundaciones y el de
El campo de una granja abandonada ofre- un jardín; cómo se disponen los desagües.
ce una excelente oportunidlad de observa- Las actividades posibles comprenden la
ción del proceso conocido como sucesión. recolección de muestras de materiales de
Las primeras plantas sembradas en dicho construcción para su estudio -cables con
campo se denominan plantas iniciales. A diferentes tipos de aislación eléctrica, dimedida que la comunidad del mismo (eco- versas clases de materiales aislantes del
sistema) varía con el tiem,po,algunas po- calor; muestras de suelos, etc.-; de hablaciones son reemplazadas por otras. Es- blar con los operarios a cargo de la inste reemplazo de las poblaciones se llama talación eléctrica o de la plomería o tasucesión ecológica. Frecuentemente es po- reas similares. Observar el procedimiento
sible observar un área madura, como por de emplazamiento y perforación de un
ejemplo, un bosque adyacente a un cam- pozo de agua, si lo hay; examinar la capo recientemente abandonado. Es intere- ñería de plomo. Si se halla en uso un exsante estudiar las diversas etapas de des- cusado en el exterior determinar cómo
arrollo y deducir cuáles deben ser las eta- está situado con relación a la provisión de
agua, y por qué se e!igió dicha ubicación.
pas intermedias.
U n bosque o floresta cerca de la escueU n aserradero puede ser instructivo para
la puede ser instructivo para: descubrir aprender cdmo se seleccionan los árboles
los cambios estacionales experimentados para su corte; para averiguar cómo se propor los animales y las plantas; estudiar tegen los árboles jóvenes; qué especies se
sus hábitos; descubrir dónde viven los consideran más valiosas y por qué; obseranimales; observar cómo la vida animal var el empleo de las máquinas; conocer
y vegetal dependen la una de la otra; y cómo se obtiene y se cura la madera asecomprobar en qué medida las condicio- rrada; comprobar los cambios en la vida
nes físicas circundantes, c o m o la hume- animal y vegetal cuando un área ha sido
dad, temperatura y cantidad de luz solar, talada. Las posibles actividades incluyen
afectan a los seres vivos; bÚscíir ejemplos la visita a u n aserradero para observar los
de animales y plantas útiles y dañinos. procedimientos, conseguir muestras de m a Posible aplicación: Organizar una excur- deras para estudiar los anillos de crecisión al campo para observar y coleccionar miento; caminar por los bosques para ver
materiales. Llevar los ejemplares seleccio- cómo se cortan los árboles y-examinar las
nados a la clase.
diversas máquinas observando de qué maU n edificio en construcción puede pro- nera auxilian a los trabajadores.
porcionar la ocasión de observar cómo 5e
Una granja puede ser instructiva para
instalan los cables el8ctricos; cómo se observar los diversos procedimientos de
(actividades ecolbgicas)
Algunas sugerencias acerca de la ensefianza de las ciencias
18
conservación y almacenaje de los alimen- tallos, raíces, hojas, flores y frutos a la
tos; el cuidado de los animales; el cultivo humedad ambiente; el estudio de la adap
de las plantas y flores del jardín; para tación de los animales para la vida en el
estudiar el uso de las máquinas en la casa, agua o sus cercanías, comparándolos con
el campo, el granero, el jardín y el huerto, los animales terrestres; observando, sus
y de qué manera los edificios y terrenos cambios y los de las plantas, en el curso
se protegen contra el fuego y cómo se de las estaciones y los hábitos de recolección de alimentos y construcción de
previenen los accidentes.
U n jardín con plantas y flores, puede viviendas en la vida animal.
ser instructivo para observar cómo las
plantas obtienen suficiente luz, humedad Empleo de los recursos
y otros factores esenciales para su des- El valor de los reciirsos depende de la haarrollo; p r a aprender cómo se prepara el
bilidad con que se los utilice. Cada uno
terreno para la plantación; cbmo se realide ellos debe usarse con un propósito, o
za el trasplante y de qué manera se dispropósitos, definido: ayudar a resolver un
persan las semillas; para estudiar la autoproblema; ilustrar mejor un principio cienpolinización de las flores; su polinización
tífico; fomentar en los alumnos el hábito
cruzada y la germinación y desarrollo de
de la Investigación de su medio ambiente.
las semillas, aprendiendo a conocer las
t
Al planear una excursión, maestro y
clases de suelos más adecuadas para el
cultivo de diferentes especies de plantas alumnos deberán proponerse como objetiy c ó m o se determina la calidad de un sue- vo el examen ,de un problema, o problelo, comprobando cómo las plantas alrnace- mas, definido.
nan alimentos y sus cambios estacionales.
El maestro, y quizá un pequeño grupo
Las actividades posibles incluyen visitas de alumnos deberían trasladarse previaal jardín para observar plantas y métodos mente al lugar que luego visitará todo el
de cultivo, recolectar semillas y frutos que curso, para verificar si es adecuado y
ilustren las formas de dispersión; la ger- accesible.
minación de semillas en la clase para inCuando los alumnos proyecten obtener
crementar los conocimientos sobre cultivo informes de los pobladores del lugar, conde plantas; la realización de experimen- viene asegurarse de que los informantes
tos para comprobar la acción de la luz, comprenden la finalidad de la visita y de
temperatura y humedad en el crecimiento que sus explicaciones serán lo suficientede las mismas y, si es posible, el cultivo mente explícitas como para que aquéllos
de un jardín en la escuela como forma de las entiendan.
acrecentar los conocimientos sobre el creLa discusiónsubsiguientedebe ser cuicimiento de las plantas.
dadosamente planeada. Para la solución
Un apiario puede
instructivo de 10s problemas deben emplearse 10s dapara observar cómo se cuidan las abejas, tos adecuados y confemionarse informes
la construcción de las col?nens Y cómo por escrito de 10s hallazgos, cuando se
se preparan para la estación fría; qué considere que éstos serán de utilidad para
ocurre cuando las abejas forman enjam- los alumnos.
bres y de qué manera se las puede manejar con seguridad; por qué son Citiles al
hombre; para observarlas cuando traba- Facilidades para la enseñanza
jan y verificar cómo se desarrolla la vida de las ciencias
en el interior de una colmena mediante ei Organización en la clase de un rincón de
estudio de un ejemplo de insectos socia- las ciencias. Destinar para este propbsito
les y títiles.
un rincr5n de la clase, al que se denominaU n riacho o laguna puede ser intere- rá: Rincón de la Ciencia. Conseguir si es
sante para la observación de las diversas posible una o dos mesas utilizables para
clases de vida vegetal y la adaptación de los experimentos y exhibición. Tal vez el
19
Algunas sugerencias acerca de la enseñanza de las ciencias
portero de la escuela pueda colaborar confeccionando estantes debajo de las mismas para guardar el material, elementos
'y equipo descriptos en este libro. Se estimulará a los alumnos para que traigan
material para su exhibición en el Rincón
de la Ciencia. LB permanencia de éste en
la mesa no debe ser tan prolongada que
desaparezca el motivo de su interés. El
Rincón de la Ciencia debe ser un lugar de
actividad y cambios.
para la construcción de jaulas para animales.
instalación de una estación meteorológica.
E n el Capítulo Cuarto se describen algunos
instrumentos meteorológicos sencillos, que
pueden construirse con materiales de fácil Óbtención en casi todas partes. La observación diaria de los cambios del tiempo
es una fuente de interés y puede constítuir la base de provechosas lecciones científicas.
Tablero para u n boletín de informaciones Cultivo de plantas. Pequeñas macetas ubicientíficas. Si se estimula lo suficiente a cadas en el antepecho de una ventana
los alumnos, tmerán a la escuela cons- donde dispongan de luz abundante, brintantemente material de interés, en forma darán un amplio espacio para el cultivo
de recortes de diarios y revistas, por lo de semillas y pequeñas plantas. Si se reque un tablero para informaciones cientí- quiere mayor espacio para ciertos experificas constituirá uno de dos medios de di- mentos, pueden obtenerse o construirse
fusión de dicho material, corno así tam- cajones chatos, con madera nueva o desebién de dibujos u otros trabajos prepara- chos.
dos en las clases de ciencias. U n buen
lugar para el trablero de exhibición de Condiciones tropicales. E n los tr6picos
dicho boletín será junto a las mesas del existen muchos inconvenientes en un laRincón de la Ciencia. Podrá construirse boratorio, en particular durante la estacon madera blanda o conglomerado de ción húmeda. El material se echa a perder, los papeles se pegan uno a otro, los
madera.
instrumentos se oxidan, dos ejemplares se
Estante-museo: Los alumnos, una vez des- enmohecen, en los lentes proliferan hongos
pierto su interés son coleccionistas insacia- que los inutilizan estropeando superficies
bles. Muchas de ,las cosas que coleccionen pulidas con precisión. Además, las hormiestarán seguramente destinadas a la es- gas, termitas y otros insectos prosiguen
cuela. Deberán estimularse tales activida- con su interminable obra destructora.
des, y una manera de lograrlo será destiCuanto sea posible debe guardarse en
nando un estante como museo en el cual recipientes herméticos. Son ideales los tapuedan exhibirse colecciones o ejemplares rros de vidrio con tapas bien engrasadas,
de carácter científico.
y m u y útiles los frascos con tapa roscada,
Acuarios y terrarios. Los acuarios y te- como los de dulces y los recipientes metámrios constituyen una fuente de constan- licos, como latas de galletitas y tortas,
te interés y proporcionan un lugar de ob- etc.; pueden transformarse fácilmente en
servación de muchos fenómenos científicos herméticos mediante una junta de material
importantes. E n el capítulo tercero se ha- aislante colocada entre la tapa y el recillarán instrucciones para la construcción piente.
Las lentes de los microscopios, cuando
y mantenimiento de acuarios.
no se usan, deben preservarse con un
Jaulas para animales. Diversas especies de disecante. U n trozo de piolín embebido en
animales pueden mantenerse en observa- creosota y colocado dentro del estuche de
ción en la clase. Algunos se adaptan a la la lente, se ha comprobado que retarda
cautividad mejor que otros. Se puede in- eficazmente el desarrollo de mohos.
vitar a los alumnos a 1,levar sus animales
Durante la est~cidnHuviosa, los microsfavoritos a la escuela durante breves pe- copios, galvanómetros y otros instrumenríodos para su observaci6n y estudio. E n tos sensibles, deben guardarse, si es poel capítulo tercero se hallarán sugerencias sible, en un armario, en cuyo interior
Algunas sugerencias acerca de la enseñanza de las ciencias
se mantendrá encendida permanentemente
una lámpara eléctrica de 50 vatios. Las
agujas pueden clavarse en un trozo de
género previamente untado con vaselina.
Los instrumentos metálicos como calibres
a rosca, vernieres, diapasones, etc., deberán engrasarse. Los tornillos de los soportes para retortas, anillos y prensas de
sujeción deben aceitarse frecuentemente.
Los escalpelos deben untarse con vaselina y guardarse en una caja. Las partes
metálicas de las herramientas deberán
frotarse con un trapo aceitado.
La seguridad en el laboratorio
Las actividades prácticas y experimentos
constituyen un aspecto de gran importancia en las clases de ciencias. La realización
de experiencias puede resultar entretenida, pero también peligrosa y el maestro
de ciencias debe asegurarse de que el trabajo se realice de tal manera que no se
produzcan accidentes.
Muchas de nuestras actividades diarias
son potencialmente peligrosas. Encender
fuego, atravesar una calle, conducir un
automóvil y hastq tomar un baño, pueden
tener como consecuencia un accidente,
pero no dejaremos de hacer estas cosas
por el peligro implícito, más bien, enseñaremos a nuestros niños d riesgo que involucran ,dichasactividades para que sean
capaces de disfrutar de los beneficios de
las mismas, evitando los peligros potenciales. Igual filosofía debe aplicarse en
las clases de ciencias. Los alumnos deberán aprender cuáles son los peligros inherentes a cada actividad, y fla forma de
evitar lo imprevisto. A continuación se resumen algunas precauciones.
Quemaduras y fuego. Tal vez el tipo más
común de accidente en el laboratorio es
una quemadura. En su mayoría pueden
evitarse si los alumnos tienen presente
que “un objeto sometido a la acción del
calor, se calienta y permanece caliente durante cierto tiempo”. Aunque obvia, esta
advertencia por lo general no se tiene en
cuenta. Los alumnos pondrán un trozo
de vidrio o metal en una llama durante
varios segundos, luego lo retirarán y to-
20
carán su extremo para comprobar si está
caliente, iy lo está! Desgraciadamente, la
mayoría de los objetos calientes no se distingue a simple vista de los frios, por su
olor o su sonido. Sólo el sentido del tacto
suministra la prueba y, si el objeto está
muy caliente, aun tocándolo con precaución puede producir una quemadura. Cabe
formular otra sencilla recomendación relacionada con el fuego: “NO poner objetos
susceptibles de arder, cerca de las Ilamas”. Los alumnos deben comprender que
ropas, cabellos, papel, madera y muchas
sustancias químicas comunes arden bastante fácilmente. Los mecheros que no se
usen deben apagarse. Una precaución adicional es la concerniente a las lámparas
de alcohol: Si se proyecta hacia abajo,
sobre la base del quemador un calor excesivo, como por ejemplo cuando se calienta el interior de metal brillante de una
lata empleada como protección contra el
viento, el alcohol puede gasificarse en el
interior de la lámpara transformándola de
suave quemador en soplete m u y caliente.
Cortaduras y vidrio roto. Las cortaduras
menores son un segundo tipo de accidente comcn. Se deben generalmente a tres
causas: rotura de tubos, caída de recipientes de vidrio y explosivos del generador
de gas.
Prácticamente todas las cortaduras producidas por tubos de vidrio pueden evitarse si éstos se envuelven en una toalla antes de introducir un tapón. Se puede lubricar el vidrio del tubo con glicerina o agua
y tomarlo con una toalla girando al insertar el tapón. Los extremos de todo
tubo de vidrio deben alisarse en la llama,
evitando que se cierren por completo. Si
esto accidentalmente ocumera y el tubo
formara parte de un sistema de suministro de gas, éste no podría pasar a través
del mismo, pudiendo producirse una explosión. Es menester verificar siempre los
dispositivos generadores de gases para asegurarse de que no existen obstrucciones.
Cuando el gas generado es oxígeno o hidrógeno, dicha precaución debe extremarse, porque las posibilidades de una explosión accidental son mayoms. Para la o b
tenci6n de dichos gases no son recomen-
21
Algunas sugerencias acerca de la enseñanza de las ciencias
dables los procedimientos que requieran el
empleo de calor.
Es evidente que el riesgo de cortaduras
debida a la caída de objetos de vidrio se
reducirá mucho si los recipientes de vidrio se dejan en el piso o en estantes
donde exista poco peligro de derribarlos
accidentalmente. Esto es especialmente
cierto en el caso de grandes existencias
de botellas de ácidos, gases o líquidos
inflamables.
Cuando se rompa un vidrio debe ser
arrojado a un recipiente que tenga una
marca especial antes que a cestos norma.
les de basura. Hay que tener consideración
con la persona encargada de la limpieza.
Calentamiento de sustancias en tubos de
ensayo. Al calentar sustancias en tubos
de ensayo, debe moverse el tubo de u n
lado al otro a través de la llama, y la boca
del tubo debe ser orientada alejándola de
las personas que estén cerca (véase la
figura).
Fuente de calor
Los tubos de ensayo nunca deben ser
llenados en más de un tercio a una mitad
de su capacidad, como preoaución contra
ebulliciones y rebosaduras. Cuando se
transfieran materiales de un recipiente
a otro, mantengase los recipientes a una
prudente distancia.
Olfateo y paladeo. La nariz es un instrumento delicado que merece protección.
Tenga cuidado cuando huela productos
químicos. La técnica correcta es abanicar
el gas hacia la nariz y olfatear cautelosamente (véase figura).
Si no percibe olor, puede acercarse más
y hacer un nuevo intento. La mejor regla
para el paladeo es no lo haga. Sólo deben
ser colocadas en la boca las sustancias
que usted sabe que son absolutamente
inofensivas (como la sal pura de mesa
o el azúcar). Algunos productos químicos
son tan tóxicos que una fracción de gram o puede ser mortal.
Productos químicos peligrosos. Cualquier
producto químico es potencialmente peligroso y debe ser tratado como tal. No
debe permitirse en modo alguno a los
alumnos que efectúen experimentos no
autorizados y no deben autorizarse los
que usted no sepa que son seguros. Puede
suponer que los experimentos descritos
en este libro sofi seguros, a menos que
se incluya una advertencia. El peligro potencial tiene que resultar claro de la nota.
Si no fuera así, no haga de todos modos
el experimento. Así c o m o es la pistola
“descargada” la que mata, es el experimento “seguro” el que frecuentemente se
traduce en accidentes. Sustancias como
el azúcar, el azufre y el cinc en polvo
son perfectamente seguras.. . normalmente. Sin embargo, cuando se mezclan con
buenos agentes oxidantes, c o m o cloratos
o permanganatos, forman mezclas explosivas. Se enumeran más adelante unas pocas de las más peligrosas clases de productos químicos, con descripciones de sus
peligros.
Acidos y bases. Todos los ácidos “fuertes” o “minerales”, c o m o los ácidos clorhídiico, sulfsirico o nítrico, son peligrosos
cuando están concentrados.
Cuando se hallan diluidos su manipulación es relativamente segura y cualquier
Algunas sugerencias acerca de la enseñanza de las ciencias
salpicadura puede lavarse con agua. El
peligro mayor surge cuando el ácido entra
en contacto con los ojos. Para protegerlos,
deben usarse anteojos de seguridad. Ciertos ácidos, c o m o el sulfúrico y el nítrico,
por ejemplo, son m á s peligrosos porque
son buenos agentes oxidantes. Los ácidos
orgánicos no son, generalmente, tan peligrosos c o m o los minerales, pero, existen
excepciones. El fenol (ácido carbólico) y
el ácido oxálico, son peligrosos, no debido
a sus propiedades ácidas, sino porque son
tóxicos. Las bases fuertes, c o m o los hidróxidos de sodio (soda cáustica) y de potasio
(potasa cáustica), pueden producir quemaduras como los ácidos fuertes. Bases
m á s débiles, como el hidróxido de calcio
(cal y agua), también pueden originar quemaduras si están en contacto con la piel
durante largo tiempo. Las soluciones diluidas, de bases, son relativamente seguras,
pero, aun éstas, cuando entran en contacto con la piel, deben lavarse rápidamente
con agua abundante.
Sustancias oxidantes. (Sustancias químicas
que activan la combustión o quemado.)
Si se ponen en contacto con materiales que
actúen como combustibles, como por ejemplo, cualquier sustancia orgánica, existe
peligro de explosión o incendio. Algunos
de los productos químicos m á s peligrosos
de esta categoría son los cloratos, peróxidos, percloratos y el ácido hiperclórico.
Dado que los cloratos de sodio y de potasi0 son sustancias químicas bastante comunes, conviene señalar especialmente sus
peligros. Se trata de compuestos estables
susceptibles de ser manipulados con seguridad, con das debidas precauciones. Deben mantenerse alejados de ‘los ácidos
fuertes, dado que al reaccionar producen
dióxido de cloro, tóxico, y pueden explotar. Deben conservarse apartados de
las sustancias fácilmente oxidables, ‘como
el azufre, sulfuros, fósforo, azúcar, alcoholes, solventes orgánicos, compilestos
amoniacales, metales en polvo, aceites o
grasas y polvo de cualquier tipo.
Hábitos recomendables. A continuación se
enumeran dgunas advertencias y prácticas que deben observarse habitualmente.
22
1. Usar siempre anteojos protectores cuando exista peligro de que sustancias ca*lientes o cáusticas salpiquen los ojos.
2. Leer siempre dos veces y atentamente las etiquetas de los frascos de reactivos. Existe una gran diferencia entre
cloruro de potasio y clorato de potasio; entre cloruro de mercurio (1) y
cloruro de mercurio (11); entre manganeso y magnesio.
3. Los tubos de ensayo o partes del equipo susceptibles de expeler gases o líquidos, deben apunhr en dirección
opuesta a todas las personas presentes.
4. Antes de usarlos, verificar siempre que
los accesorios de vidrio no tengan rajaduras.
5. Los implementos de vidrio de todo tipo deben colocarse en la parte posterior del banco del laboratorio para
protegerlos de roturas innecesarias. Las
botellas de vidrio deben depositarse
en el suelo o sus cercanías.
6. Toda herida, aun insignificante, debe
ser sometida de inmediato a la atención médica.
7. Cuando se diluyan ácidos, éstos deben
agregarse lentamente al agua, y no a
la inversa.
8. En el laboratorio el orden y la limpieza
son imperativos. Los vidrios rotos o
residuos de metales o sustancias químicas que no se usen, deben guardarse
en recipientes apropiados. Cuando alguna sustancia se vierte por el desagiie es menester hacer correr agua
abundante.
USO del mercurio. Aunque parezca sorprendente, el mercurio se evapora, aun a
la temperatura de congelación del agua,
produciendo un vapor inodoro, insípido e
incoloro, cuya concentración depende de
la temperatura. Este vapor es tóxico y
puede afectar al sistema nervioso. El mercurio penetra en el organismo fácilmente,
por inhalación, ingestibn, o a través de la
piel. La exposición prolongada puede conducir a un envenenamiento gradual, indicado por síntomas nerviosos y psíquicos.
Protección contra el derrame. El mercurio se escurre por las hendiduras, se mezcla con el polvo y penetra las sustancias,
23
Herramientas y técnicas Útiles
como madera, tejas, cañerías de hierro y
ladrillo refractario. Donde se utiliza mercurio deben pulirse e impermeabilizarse los
pisos y obturarse las grietas barnizando
la superficie del piso. Cuando se derrame
mercurio en el suelo debe limpiarse de inmediato, evacuando la habitación y abriendo las ventanas para aumentar la ventilación. Las puertas que comuniquen con
pasillos deberán cerrarse; El mercurio disperso debe recogerse de inmediato aspirándolo mediante una bomba de agua o
con el auxilio de algún compuesto para
barrido en seco. Si no se dispusiera de
dichos elementos se deberá emplear una
escoba y pala para residuos o un secador, tratando de formar unta pequeña m a sa. Una vez logrado, se .lo depositará en
un recipiente sólido, de material plástico,
vidrio o metal, con cierre hermético. Si
después de haber recogido la mayor parte,
quedan aún numerosos glóbulos pequeiíos
en hendiduras y grietas aún será posible
la contaminación. Deberá aplicarse cuidadosamente al área contaminada, polisulfato de sodio o azufre sublimado. (También es adecuado para este fin el producto
comercial para pulverizaciones agrícolas
durante la hibernación, que contiene azufre.) Estas sustancias reaccionan con el
mercurio formando un compuesto inerte, que no se evapora. Cuando se trabaja
con mercurio es aconsejable tener a mano cierta provisión de azufre sublimado.
Protección contra los contactos con la
pieI. Deben adoptarse toda clase de pre-
cauciones tendientes a impedir el contacto de la piel con el mercurio líquido o sus
vapores, usando guantes impermeables y
calzado con suelas de goma, dado que el
cuero absorbe el mercurio. Luego de haber tocado mercurio deberán lavarse cuidadosamente las manos para reducir la absorción a través de la piel. Luego de haberse producido una salpicadura, se revisará la indumentaria personal dado que
el mercurio puede depositarse accidentalmente en las botas del pantalón, bolsillos
o pliegues de la ropa.
Almacenaje. El mercurio debe conservarse en un lugar bien ventilado donde
los recipientes se mantengan frescos y protegidos de la luz solar directa. No es aconsejable el depósito sobre pisos de madera. Los de linóleo grueso, concreto no poroso o superficie barniuada, son adecuados siempre que las rajaduras o grietas
se tapen y se logre una superficie pulida.
No
debe trabajar con mercurio o guardar sus frascos en las cercanías de fuentes
de calor, o de amoníaco. El tapón del frasco del mercurio, cuando éste no se utilice,
debe estar perfectamente ajustado. Esta
precaución es importante porque una-leve
corriente de aire que pase sobre el frasco
de mercurio, destapado, a k temperatura
ambiente puede provocar la difusión de
varios miligramos de mercurio por metro
cúbico de aire. Si pudiera conseguirse una
vitrina con cierre hermético, a prueba de
pérdidas, constituiría un lugar adecuado
para guardarlo.
Herramientas y técnicas 'útiles
Herramientas
Experimentadores hábiles han logrado elevados índices de manualidad con un número sorprendentemente reducido de herramientas. Es imposible afirmar que determinadas herramientas constituyen un
equipo mínimo. Por lo general, el experimentador adquirirá probablemente su equipo poco 0 poco y ninguna carencia, en
particular, lo disuadirá de llevar a cabo
un proyecto. En primer término se tratará de adquirir lo siguiente:
Herramientas para trabajar con metales:
tornillo de banco, sierra (para metales,
martillo, destornilladores, pinzas @lana y redonda), alicates, soldador eléctrico o de otro tipo, taladro eléctrico,
mechas, machos y hembras para hacer
roscas, varias limas y punta de trazar.
1.1
Herramientas y técnicas útiles
24
Herramientas comunes para madera: formones, serrucho común, serrucho para
cortar en el sentido de la fibra, cepillo
de carpintero,de acero, una escofina com ú n o plana, berbiquí y mechas, diversas clases de colas y cementos, pintura de varios colores.
Corte de vidrios
1.1 C ó m o efectuar un corte recto
U n cortavidrios no corta el vidrio, .lo parte con una pequeña rueda. Si ésta está afilada y se mueve sobre el vidrio con la
velokdad y presión correctas, produce una
fina estría o surco, astillando o pulverizando ligeramente el vidrio. Los bordes
biselados de la 'rueda actúan a m o d o de
cuñas presionando ambos lados de L estrla, forzando al vidrio a separarse, iniciándose la rotura. Si ésta no se inicia, se
debe golpear la grieta o surco con la extremidad en forma de boli3lla del cortavidrios. Antes de intentar obtener u? corte
impecable, se debe practicar con trozos
sobrantes hasta adquirir la velocidad y
presión requeridas para lograr un corte
parejo (obsemr la figura). El vidrio com ú n para ventanas, se obtiene en dos espesores: simple y doble. El simple es más
delgado y fácil de cortar. El vidrio plano
de hasta 0,6c m de espesor puede cortarse
de la misma manera que el vidrio común
de ventana. Los vidrios de seguridad, furmados por dos o m á s hojas cementadas
entre sí, requieren un equipo especial para
su corte.
Id Corte de tubos de vidrio
Una forma de cortar tubo de vidrio es haciendo una estría en su superficie mediante una pasada 'hacia @delante con una lima triangular. El canto de una lima rectangular también es eficaz. El corte debe
ser perpendicular al eje central del tubo
para que éste se parta en escuadra. Para
partirlo, se coloca sobre un banco con el
palillo de un fOsforo, o un escarbadientes,
exactamente debajo del corte y, sosteniendo firmemente uno de los extremos se
presiona sobre el otro hacia abajo, produciéndose de inmediato el corte. Otro método de uso frecuente consiste en marcar
/
1.1 Cómo cortar e1 vidrio
el tubo, pasando rápidamente el filo de
una lima, y luego sostenerlo con ambas
manos, con los pulgares enfrentados, epoyados en lados opuestos de la hendidura,
partiéndolo con un movimiento hacia afuera con respecto al cuerpo. Los bordes del
corte se emparejan en la llama.
1.3 Cortador de vidrios con alambre para
resistencias
Obtengase un trozo de 60 cm de dambre
de nicrome calibre 24, e impmvísense dos
25
Herramientas y técnicas Qtiles
agarraderas a prueba de calor, en ambos
extremos. Una de ellas, provista de un
interruptor. Conéctese a una fuente de
poder adecuada, de 12 V, 5 A (una batería de automóvil o un transformador reductor de tensión). Verificar que los fusibles y el interruptor sean de la resistencia adecuada a la corriente que pasará por
ellos. El alambre deberá calentarse al rojo
vivo en pocos segundos después de wrrado el interruptor. Si así no fuera, habría
que revissr en primer término la fuente
de poder y las conextones. Puede ser necesario reducir la (longitud del a!ambre
de la resistencia, si la misma no alcanza
el grado de calor requerido. Practicar en
el recipiente de vidrio una pequeña ranura en el punto en que se cruza el aiambre de nicrome. Ajustar el alambre, formando un lazo, en la posición necesaria
para el corte. Cuidar de que $losalambres
no se toquen entre sí al cruzarse en k
ranura. Cerrar el interruptor y, al cabo
de pocos segundos, el vidrio por lo general se partirá con un corte neto, por el
lugar 'donde el alambre circundaba al recipiente. Si esto no ocurriera al cabo de 15
o 20 segundos, retirar rápidamente el
alambre de nicrome y colocar el recipiente bajo agua corriente, lo que provocará
la contracción necesaria para producir la
rotura del mismo a lo largo de la línea
deseada. Durante la operación del corte
se debe proceder con cuidado (ver la figura).
Limpieza de recipientes de vidrio. Los solventes enérgicos para limpieza deben ser
usados por el maestro y no por los alumnos. Disolver 100 gramos de bicromato
de potasio en una solución de 100 gramos
de ácido sulfiirico concentrado en un litro
de agua. Los recipientes de vidrio se remojan en. dicha solución, que puede emplearse nuevamente varias veces.
Precaución: Se debe tener mucho cuidado de que esta soluci(>n, sumamente corrosiva, toque la piel o las ropas. Para diluir el ácido sulfQrico concentrado, se debe emplear un recipiente de piedra o de
barro cocido, vertiendo el ácido en el agua
m u y lentamente, ?lado que dicho proceso
libera una gran cantidad de calor.
1.3
Cort dor de vidrio improvisado con
un alambre para resistencia
A alambre de nicrome calibre 24
B pequeña muesca efectuada con
una lima en el costado del frasco
c interruptor en la agarradera
D cable de conexión con la fuente
de poder
El maestro deberá aplicar sus conpcimientos de química en la limpieza de manchas de origen conocido. Si los recipientes
sucios han contenido álcalis o sales con
reacción alcalina, evidentemente debe intentarse en primer término someterlas a
la acción limpiadora de un poco de ácido
diluido. Si la mancha es de permanganato
de potasio, deberá probarse con una solución de sulfito de sodio, acidulada con
un poco de ácido suififrico diluido, etc.
Los &lcalis atacan lentamente el vidrio y
los frascos que han contenido soda cáustica, etc., durante largo tiempo nunca recobran su transparencia original.
Soldaduras
La soldadura se emplea para unir superficies metálicas, como cobre, hierro, níquel, plomo, estaño, cinc y aluminio. Es
particularmente Qtil para efectuar conexiones el&tricas, unir láminas metálicas y
obturar juntas para evitar pérdidas de líquidos. Los soldadores eléctricos comunes o con forma de pistola son muy usados
para conexiones, pero también pueden hacerse soldaduras con saldadores de cobre
no provistos de elementos eléctricos para
su calentamiento.
1.4
Herramientas y técnicas útiles
1.4 Tipos d,e soldadura
La mayoría de las soldaduras blandas son
aleaciones de estaño y plomo. Las empleadas para unir aluminio son por lo general
aleaciones de estaño y cinc o de estaño
y cadmio. Los puntos de fusión de la m a yoría de las soldaduras de estaño y plomo
oscilan desde 165°C hasta temperaturas
mayores. Las saldaduras de estaño y plom o se identifican generalmente mediante
números que indican las proporciones respectivas de dichos elementos. El primer
número expresa el porcentaje de estaño,
y el segundo, el de plomo. Las soldaduras
con elevado contenido de estaño son m u cho más caras que las que contienen
mucho plomo. E n general las que tienen
gran porcentaje de estaño poseen puntos
de fusión m á s bajos que los de aquéllas
con elevado porcentaje de plomo. Las primeras son mejores para conexiones eléctricas, en tanto que las segundas son m e cánicamente más resistentes.
Las soldaduras se obtienen bajo diversas formas, que comprenden barras, aJambres, lingotes y polvo. La soldadura en
forma de alambre puede conseguirse provista de núcleo fundente o sin él.
1.5 FundeHtes
Para efectuar una buena junta, el metal
a unirse, el extremo del soldador, y la
misma soldadura deben hallarse libres de
suciedad, grasa, Qxidos y otras materias
extrañas que podrían impedir que la soldadura se adhiriera al metal. Los fundentes se utilizan para limpiar la zona en la
que se efectuará la junta; para eliminar la
capa de óxido que normalmente existe en
los metales y para impedir ulteriores oxidaciones. Los fundentes también disminuyen la tensión superficial de la soldadura
aumentando sus propiedades humectantes.
Se debe emplear el fundente más adecuado para el metal que se debe soldar, según se indica a continuación:
Metales
Bronce, cobre,
estaño
Plomo
Hierro, acero
Fundentes
Resina
Sebo, resina
Bórax, cloruro de
amonio
Hierro galvanizado
Cinc
Aluminio
26
Cloruro de cinc
Cloruro de cinc
Estearina, fundente
especial
Los fundentes se clasifican generalmente
en corrosivos, semicorrosivos y no corrosivos. Estos últimos se emplean para soldadura de conexiones eléctricas y otros
trabajos que deben estar completamente
protegidos de cualquier vestigio de corrosión. El fundente no corrosivo de uso
m á s comiín es la resina. En estado sólido
es inactiva y no corrosiva. Cuando se la
calienta se torna lo suficiente activa como
para rkducir los óxidos del metal caliente, cumpliendo así su acción fundente. La resina puede obtenerse en forma
de polvo, pasta o líquido.
La resina deja frecuentemente coloración marrón sobre el metal soldado, m u y
difícil de eliminar, pero que en cierta medida puede prevenirse adicionándole una
pequeña cantidad de trementina. Para hacer el fundente más efectivo se agrega a
veces glicerina a la trementina.
1.6 Métodos de soldadura
Las siguientes consideraciones de carácter general son aplicables a la mayoría de
los trabajos de soldadura:
1. Asegurarse de que las superficies que
serán soldadas estén limpias y libres
de óxido, suciedad, grasa u otra sustancia extraña. Si es posible el material debe unirse mecánicamente, de manera que la soldadura fije la unión en
su posición, de la misma forma que
la cola de carpintero fija la ensambladura en un trabajo en madera.
2. Emplear la soldadura y fundente más
apropiados para el trabajo a realizar.
Tener presente que el punto de fusión
del fundente debe ser inferior al del
tipo de soldadura a emplearse.
3. Calentar las superficies lo suficiente
para 'que se funda la soldadura. El soldadór no debe pegarse en superficies
insuficientemente calentadas. No obstante, se debe tener mucho cuidado de
que el soldador no se sobrecaliente, al
soldar cobre o cuando se trata de unir
Herramientas y técnicds útiles
27
superficies. Por regla general, la soldadura no debe cdentarse mucho m á s
de su temperatura de trabajo. A medida que aumenta la temperatura de la
soldadura fundida, aumenta la rapidez
de la oxidación. Al sobrecalentarse la
soldladura fundida en contacto con el
aire, se pierde por oxidación más estaño que plomo.
1.10
dura. A medida que ésta se funde, todo
exceso deberá limpiarse antes de que se
solidifique, con ayuda de un trapo húmedo.
Copias heliográficas y diazotipias
Consíganse dos láminas de vidrio de aproximadamente 25 c m por 35 cm. Ribetéense
con cinta adhesiva, confeccionando con la
misma una bisagra a lo largo de uno de
los lados m á s largos.
1.7 Conexiones eléctricas
Para soldar conexiones eléctricas debe e m plearse soldadura con nficleo de resina 1.9 Copias heliográficas
fundente. La razón para ello es que, por Colóquese una hoja de papel heliográfico,
lo general, resulta difícil o imposible lim- para copias azules, con la cara verdosa
piar los restos de fundente ácido de un hacia arriba, sobre uno de los vidrios, y
dispositivo eléctrico, provenga éste del nú- encima de la misma, el objeto a copiar
cleo de la soldadura o haya sido aplicado
con un pincel. Cualquier ácido generado
por la soldadura produce una corrosión
inadmisible. Para soldar conexiones eléctricas se debe aplicar la punta de cobre
del soldador debajo del empalme a soldarse, con la mayor superficie posible de con-
/
Conexiones elktricas
con ncicieo de resina
B Soldador
//
A Soldadura
tacto mecánico, para permitir la máxima
propagación del calor. Aplicar al empalme la soldadura con niicleo resinoso (observar la figura), cuidando no recalentar
los componentes eléctricos.
1.8 Soldadura con lhmpara
La soldadura con lámpara se emplea frecuentemente en pequeños trabajos, o en
aquellos cuyo acceso es relativamente difícil. Pueden utilizarse lámparas alimentadas con propano o con alcohol. El procedimiento general consiste en proyectar la
llama de la lámpara sobre las superficies
a unirse, aplicando entonces la soldadura
en frío, en forma de barra o alambre. Las
superficies calentadas fundirán la solda-
(ver la figura), sujetándolo en la posici6n
correcta con el segundo vidrio. Mediante
este procedimiento podrán reproducirse, un
negativo fotográfico, una hoja, un trozo
de encaje, etc. Expóngase al sol durante
un período comprendido entre 20 segundos y varios minutos, según la luminosidad del cielo. Lávese luego la copia azul
en una cubeta con agua durante varios minutos, con lo que se eliminará todo el
pesto 'de la sustancia sensible a la luz.
Póngase a secar sobre una tabla pulida y
plana.
1.10 Diazotipias
Este procedimiento, hasta la etapa de1
lavado es igual al de las copias he1iogi.afims, pero el papel no debe lavarse con
agua. E n cambio deberá exponerse a la
acción de vapores de amoníaco durante
algunos minutos, en el interior de un recipiente grande. A partir de entonces, la
1.10
Construcci6n de un equipo de uso general
luz y 0 no producir& cambio alguno en el
papel (ver 10 figura).
A tapa
D B
frasco de boca ancha
c papel
D deposito de amoníaco
E vapores de amoníaco
Estos experimentos pueden inducir 0
algunos alumnos a trabajar con material
fotográfico más sensible, empleado en cámaras. Para mayor información sobre revelación de películas y copias fotográfi-
28
ca5, consultar a los negocios de fotografía
locales.
1.11 Preparación de papel para copias
heliográficas, azules
Preparar soluciones de ferrocianuro de potasio (10 g, en 50 cm3 de agua) y de citrato férrico de amonio (10 g, en 50 cm3
de agua). Estas soluciones se preparan separadamente y se conservan en una habitación oscura o bajo iluminación atenuada. Para su empleo se mezclarán cantidades iguales en una cubeta plana, de vidrio o esmaltada, bajo iluminación débil.
El papel se sensibiliza aplicándole la solución mezcla con un pincel ancho y suave
o dejándolo flotar en la misma unos pocos segundos. Luego de sensibilizado debe
colgarse en el cuarto oscuro hasta que se
seque.
Construcción de un equipo de uso general
Dispositivos para pesar
1.12 Una balanza simpie
Con un clavo, perforar cuatro agujeros
equidistantes en el borde circular de una
lata en desuso. Pasar por estos orificios
cuatro cordeles que se anudarán juntos por
su extremo libre. Suspender el platillo de
balanza asf formado, de una banda de gom a colgada de un clavo (ver la figura).
Si no se dispone de un juego de pesas, se
puede graduar la balanza empleando volúmenes conocidos de agua en un vaso
graduado y practicando marcas en el soporte vertical de madera, en coincidencia
con el borde del platillo. Luego pueden
seleccionarse piedras que provoquen una
extensión equivalente y marcarlas para
que en el futuro hagan las veces de pesas.
También se pueden emplear monedas.
1.13 Balanza de resorte
Colocar un resorte de acero en espiral, en
el interior de un tubo que lo protegerá
contra posible deterioro. ta lectura se efec-
tuará en la parte inferior del tubo, sobre
un émbolo de madera graduado (ver 10
figura). Comenzar por arrollar el resorte,
fijándolo moUiante una argolla con rosca
a un tarugo que ajuste exactamente en el
tubo (U; bambú o material plástico) elegido. El otro extremo del resorte se sujetará mediante una grapa de alambre, a
un cilindro de madera que se deslizará
por el interior del tubo. Fijar el tarugo
ai extremo superior del tubo e insertar en
él un gancho para suspensión de la balanza y otro similar se atornillará en la
base del cilindro, procediéndose entonces
a su graduación.
1.14 Romanas
Se puede improvisar una balanza de las
denominadas ‘romanas’, o tambien ‘dan+
sas’, utilizando trozos cortos de caflo de
plomo para agua corriente como contrapesos y aros de alambre como pivotes (ver
la figura).
La barra puede ser de madera o metal.
E n este último caso deberán pfiactiarse
29
Construcción de un equipo de uso general
1.16
e
1.14 Romanas
simple
1.13 Balanza de resorte
escotaduras, con una lima, en su parte
inferior paria indicar las posiciones de equilibrio correspondientes a distintos pesos.
berá calibrarse para poder efectuar lecturas cuantitativas.
El papel de aluminio procedente de los
atados de cigarrillos es adecuado para la
1.15 Construcción de una balanza con una confección de pequeñas pesas. Debe corpajita para beber refrescas
tarse en trozos que pesen 1 mg, 2 mg, etc.
Conseguir un pequeño perno, que pase por y colocarse en la escotadura con la ayuda
el interior de una pajita para sorber re- de un pedacito de alambre de cobre curfrescos y atornillarlo unas cuantas vuel- vado, que haga las veces de pinza. E n la
tas,en una de sus extremidades. Determi- cartulina se trazarán marcas indicadoras
nar aproximadamente el punto de equi- de las distintas posiciones de equilibrio
librio de este dispositivo y atravesar una de la varilla. Podrá modificarse la sensibiaguja de coser por el interior de la pajita lidad de la balanza ajustando la posición
para que haga las veces de pivote. Para del perno.
asegurar la estabilidad el agujero se practicará algo lmás ,arriba del diámetro de la
pajita (ver la figura).
En el otro extremo de ésta, efectuar un
corte en forma de pequeña escotadura. Una
vez fijada la aguja en su posición, apoyarla sobre los bordes 'de dos cubreobjetos
para microscopia, o sobre los filos de dos
hojitas de afeitar, sostenidos paralelamente mediante un bloque de madera y una
1.16 Balanza con una pajita para sorber
banda de goma. Ajustar el perno hasta
refrescos
que la pajita oscile aproximadamente unos
30 gradas con respecto a la horizontal.
Colocar verticalmente detrás de la escotadura, un trozo de cartulina, sostenido me- 1.16 Balanza de astil muy sensibie
diante un broche para ro@ o un trozo de Para construir esta balanza hacen falta
madena y una chinche 'paradibujo. El mis- unas pinzas para ,ropa,una aguja de tejer
m o hará las veces de escala.
rígda de unos 30 c m de largo, dos etlfileColgar de la escotadura un cabello o res o agujas y un soporte que puede ser
un pequkfio pedacito de papel y observar una botella de leche o un tarro de conla deflección de la balanza. La escala de- servas.
1.16
Construcción de un equipo de uso general
El astil de la balanza está constituido
por la aguja de tejer pasada a través del
resorte de las pinzas para ropa. Los dos
alfileres clavadas en los costados de ésta,
harán las veces de pivotes, fijados ligeramente por debajo con respecto al agujero
por el que pasa la aguja de tejer. Esta
última debe formar dos brazos exactamente iguales hacia ambos lados de las pinzas para ropa, a la que se puede fijar insertando a modo de cuña una astilla en el
resorte de las pinzas. Estas sostendrán en
su parte inferior un lápiz que servirá
de fiel a la balanza. C o m o platillos se tornarán dos tapas metálicas de cajas, en
cuya circunferencia se perforarán orificios
equidistantes, por los que pasarán hilos
que, anudados juntos en sus extremos, formarán lazos por los que se colgarán del
astil. Una vez equilibrados los platillos
convendrá limar dos muescas en la aguja
de tejer para impedir que aquéllos se deslicen. Finalmente se colocará una. escala
graduada en el interior de la botella, delante de la cual oscilará el fiel.
Pueden usarse como pesas monedas, tapas tipo ‘corona’, fósforos, etc., una vez
contrastado su peso. A falta de estas cosas, colocar en los platillos dos frasquitos
idénticos y verter en uno de ellos una cantidad conocida de agua, con la ayuda’de
1.16 Balanza de astil
muy sensible
w un vaso graduado. Si no se dispusiera de
ninguno de estos elementos, una jeringa
hipodérmica en desuso puede hacer las
veces de probeta graduada en centímetros
cúbicos, para medidas pequeñas. Se pueden improvisar pesas fraccionarias suspendiendo ganchos de alambre del astil.
30
Dispositivos ópticos
1.17 Una lupa sencilla
Envolver una vuelta de alambre de cobre
alrededor de un clavo, formando un aro.
Sumergirlo en agua. Retirarlo y observar
a través del mismo. Se dispondrá entonces de una lupa similar a las primeras
usadas. Frecuentemente este tipo de lente
proporcionará aumentos de cuatro o cinco
veces.
Si se golpea fuertemente el alambre contra el borde del vaso caerá una gota de
agua. Debido a la adhesión entre el alambre y el agua, el líquido remanente formará una lente m u y delgada en su centro,
es decir, cóncava.
1.18 Empleo de una gota de agua como
lupa
Colocar cuidadosamente una gota de agua
sobre una lámina de vidrio. Acercar el ojo
a la misma y observar ,algún objeto a trav6s de ella y del vidrio. Puede hacer las
veces de lupa simple.
1.19 U n modelo de telescopio refractor
Poner una lente de foco largo en uno de
los extremos de un banco óptico (ver en
Capítulo Segundo, experimento 2.219),
apuntando a una escena cualquiera a través de una ventana. E n el lado opuesto
del lente, colocar una cartulina blanca en
el punto en que la imagen se forma más
nítidamente. Luego, aproximar por detrás
de la cartulina una lente de foco corto, de
manera que aquélla se encuentre con respecto a la lente a una distancia inferior
a la distancia foca1 de ésta. Retirar entonces la cartulina y observar la escena a través de ambas lentes.
31
Construcción de un equipo de uso general
1.20 Proyector para películas o slides
La base del instrumento es un trozo de
madera de 40 por 10 por 3 cm. Una tablita de madera terciada de 10 c m de ancho
y 25 c m de largo, insertada verticalmente
en una ranura tallada en la base sirve para
el paso de la película. Una ventana de
35 por 23 m m recortada en dicha chapa,
hará las veces de %krtura’, limitando la
cantidad de luz que atraviesa el cuadro
de la imagen. La misma película quedará
mantenida contra la ventana, en posición
vertical, mediante unas presiilas fabricadas con alambre de broches para papeles,
que se curvarán fácilmente para adaptarlos al ancho de la película; los extremos,
cortados y aguzados con una lima, pueden clavarse en la chapa de rnadera terciada, en la posición requerida. No es necesario emplear carretes. La peiícula se
hace correr de una escena a otra tirando
por uno de sus extremos. Su tendencia-a
curvarse basta para mantenerla en su sitio
(ver la figura).
La lámpara es una bombilla de faro de
automóvil, montada sobfe un bloque de
madera cuya posici&n puede regularse haciendo que se deslice entre dos rieles de
madera clavados en la base. Se puede emplear como condensador un balón o frasco con agua colocado de modo que la
imagen de la lámpara ilumine toda la ventana. Una vez hecha esta regulación, se
fijarán en su posición la lámpara y el
condensador empleando cola.
El objetivo estará montado en un tarugo de madera, que a su vez estará firmemente ajustado sobre otro bloque del
1.21
mismo material dispuesto en forma similar al soporte de la lámpara, deslizable
entre dos guías de madera. Se regulará
la altura del objetivo hundiendo más o
menos el tarugo en su agujero, de manera
que el centro del filamento de la lámpara,
condensador y objetivo estén alineados
y a la misma altura con respecto a la base.
Es nekesario encerrar la lámpara y el
condensador en una caja de madera terciada o cartón, como lo indican las líneas
de puntos de la figura. Este proyector sólo
puede funcionar en una sala oscura. Se
pueden utilizar en una habitación parcialmente oscurecimda, aparatos comerciales
que emplean lámparas de 100 vatios, pero
en tal caso, el problema de la disipación
del Calor producido por la lámpara es considerable.
1.21 Un microproyector
El sistema 6ptico de este aparato se dispone de la misma manera que el del proyector de películas en tiras. Las diferencias en su construcción son necesarias en
razón del tamaño de los objetos (preparaciones microscópicas u objetos pequeños
montados en forma similar) y al empleo
de un objetivo de foco m u y corto para
obtener una gran ampliación de la imagen. La lámpara es una bombilla de faro
de automóvil y el condensador una pequeña ampollita de vidrio de 1,5 a 2 c m
de diámetro, soplada en un pequefio trozo
de tubo y el objetivo, uno de microscopio,
adquirido en el comercio.
La base del aparato es una pequeña ‘artesa de madera de 10 por 7 por 4 cm, que
se construirá clavando dos tiras de madera de 4 c m de ancho en los bordes de una
tablita de 10 por 5 por 1 cm. Estas dimensiones no son críticas y pueden modificarse
de acuerdo con el material disponible. E n
uno de los extremos de la artesa se colmará una placa terminal para sostén del
objetivo, que se construirá con un trozo
de madera terciada de 9 por 7 cm, con un
agujero circular de 2,3 c m de diámetro.
Encastrar en la artesa una linterna reo
tanguiar que se improvisará fácilmente fijando una bombilla de automóvil con SU
soporte en una caja metálica rectangular.
131
Construcción de un equipo de uso general
Se practicarán orificios a lo largo del contorno superior de ia mja para asegurar la
ventilación y un agujero de 1,5 c m de
diámetro para alojamiento del condensador que se fijará en su posición mediante
un alambre de cobre que rodee su cuello,
pasando por los agujeros practicados a tal
efecto en la lata.
32
el borde de la artesa unos cortes de sierra
que servirán para todas las diapositivas a
proyectarse. Este aparato servirá igualmente para ilustrar los anillos de Newton
y otros fenómenos de difracción (ver la
figura).
1.22 Empleo del microscopio como microproyector
Si se emplea una fuente de luz m u y brillante, la imagen proveniente de4 ocular
de un microscopio compuesto puede proyectarse sobre una pantalla con la ayuda
de un espejo. U n proyector potente, de
diapositivas, proporcionará una buena
fuente luminosa.
Fuentes de calor
1.21 Microproyector
La lámina portaobjetos se deslizará por
las ranuras talladas en el reborde de la
artesa, las que lo sostendrán en posición
vertical de manera que la luz proveniente
del condensador pase 0 través del mismo.
La posición de dichas ranuras se determinará de la siguiente forma:
El objetivo de microscopio se ajustará
firmemente en un agujero practicado en
un trozo de madera terciada de 7 por 4
c m , mantenido en contacto con la placa
terminal por medio de unas pinzas de pantalones como las que utilizan los ciclistas,
lo que permitirá regular la posición del
mismo centrándolo con reiacióri al eje
óptico del sistema.
E n el dibujo los diversos elementos aparecen m á s separados entre sí de lo que
deben estar en la práctica, con el objeto
de que sus posiciones relativas 'puedan
apreciarse con mayor claridad. Para poner a punto el aparato, se deberá desplazar juntos hacia adelante, la placa, la linterna y el condensador hasta que la luz,
atravesando el objetivo, forme una imagen (de una muestra botánica, por ejem:
plo), sobre una pantalla cuadrada de vidrio despulido de 30 c m de lado, emplazada a unos 60 cm del extremo frontal de
la artesa. U n a vez determinada la posición
correcta del portaobjetos se practicarán en
1.23 Quemador a velas
Puede construirse un quemador sencillo
en la tapa o' en el fondo .de una lata y algunas velas. Estas se fijarán al fondo de
la lata mediante la cera fundida. El quemador es m6s eficiente si las velas se
mantienen aproximadamente del mismo
largo (observar e1 dibujo).
1.23 Quemador
a velas
1.24 Quemador a carb6r.
de lefla
1.24 Quemador de carbón de leña construido con una lata
Tomar una lata grande de unos 10 c m de
diámetro como mínimo. Aproximadamente
a la mitad de su altura, dibujar seis ventanas triangulares, en torno de la misma,
como indica la figura. Cortar los lados inferiores del triángulo respetando el lado
superior, formando ventanas. Replegar entonces las láminas triangulares hacia adentro formando una parrilla sobre la que se
33
Construcción de un equipo de uso general
pondrá el carbón. Limar el borde cortante de dichas ventanas y hacer agujeros
de ventilación.
1.25 Lámpara de alcohol construida con
un frasco de tinta
Conseguir un frasco de tinta provisto de
una tapa metálica de rosca. Con un clavo
perforar un agujero en el centro de esta
tapa. Agrandar luego el agujero haciendo
girar una lima triangular hasta que tenga
de 8 a 10 m m de diámetro. Pulir este orificio valiéndose de un objeto redondo y
duro. Recortar en una lata delgada, o en
una hoja de metal, un trozo de unos 2,5
c m de ancho y 4 c m de largo. Arrollarlo
en forma de tubo alrededor de una varilla
de hierro o madera cuyo diámetro corresponda al del orificio practicado en la tapa
del tintero. Insertar el tubo en el orificio
de manera que penetre 1 c m en el interior
del frasco. Se puede soldar el tubo a nivel de la tapa y a lo largo de su arista
libre. La mecha puede hacerse con desperdicios de algodón, con un trozo de toalla
de bafio de algodón o con un haz de hilos del mismo material. Asegurarse de que
sea suficientemente larga para extenderse
sobre el fondo del frasco. C o m o combustible se empleará alcohol desnaturalizado o
a,lcoholde madera.
E n los países cálidos debe confeccionarse una tapa para cubrir la mecha cuando no se utiliza la lámpara. U n viejo capuchón de lapicera fuente puede servir
para este propósito. Si se dispone de la
vaina de bronce de un cartucho de rifle puede emplearse para construir el tubo
y el capuchón, cortándola con una sierra
para metales en el lugar conveniente (ver
la figura).
1.26 Un mechero de Bunsen
Si no se dispone de un mechero de Bungen, su construcción utilizando materiales
sobrantes constituye una tarea simple e
instructiva. No existen especificaciones
precisas en cuanto a tamaño y los materiales para su construcción dependen del
contenido de la caja de sobrantes. Los tubos de bronce pueden ser de alrededor de
1 c m de diámetro, pero si los disponibles
1.26
son de diámetro diferente, adelante, y a
improvisar.
Fundir trozos de plomo sobrante, en
una caja sólida de hojalata o en un recipiente descartado y verter dicha soluci6n en una lata de pomada para zapatos.
Esta proporcionará una base sólida, A, al
mechero (la lata puede quitarse) (ver la
1.1 Lámpara
de alcohol
1.26 Mechero de Bunsen
A base de piorno
B tubo de bronce para la
entrada del gas
c tubo de inyección de
bronce
D cañón
E agujero para toma de
aire coincidente con el
del cañón D
F anillo de alambre de
cobre
figura). Se perforarán los agujeros verticales y horizontales, en la forma ilustrada,
que llevarán los tubos B y C. A éstos se
les dará una forma ligeramente cónica y
se los introducirá a martillo en el plomo.
El tubo B, para la entrada del gas, penetrará unos 2 c m en la base, pero el tubo
de inyección, C, deberá penetrar apenas
en el agujero horizontal.
Una vez verificadas las dimensiones del
tubo C, se lo rellenará con un tapón de
plomo, el cual se verterá fundido en' su
interior, alrededor de una aguja de coser
engrasada que previamente se habrá colocado en el centro del tubo, la que una
vez extraída dejará libre el conducto de
inyección. Durante ,la operación de vertido de la fundición de plomo, el tubo deberá mantenerse encajado en un bloque
de madera en el que se haya perforado
un agujero donde se colocarán tubo y
aguja perfectamente centrados. Para la
confección del caflo D y el collar E, se
requieren tubos de diámetro adecuado, en
1.26
Construcción de un equipo de uso general
los que se practicarán orificios coincidentes para la toma de aire. Si la construcción del collar presenta inconvenientes podrá sustituirse con un tubo hecho de hojalata, aunque no quedará tan bien. Si el
tubo D no ajusta bien en el C, podrá fijarse en la posición correcta mediante un
adhesivo del tipo ‘epoxi’.
La forma m á s fácil de hacer ambos agujeros coincidentes en D y E es introduciendo en ambos tubos sendos tarugos
ligeramente cónicos, los que se sujetarán
en el tornillo de banco. Aplánense los tubos ligeramente con una lima y perfórense con una mecha de 0,5 cm. Finalmente
se terminará la forma de los agujeros con
una lima redonda, puliendo con la misma
la superficie interna del collar para que
gire fácilmente sobre D. Sobre este último
y exactamente encima del collar se soldará
un anillo de alambre de cobre, para evitar
la pérdida del regulador de aire.
Duplicando los agujeros, es decir, perforando ambos lados de los tubos, la entrada de aire puede ser excesiva, decayendo el rendimiento del mechero. Este no
deberá dejarse encendido demasiado tiempo porque podría ablandarse el plomo del
inyector y cerrarse el conducto.
1.27 Empleo del gas propano
U n a fuente de calor de poco costo y conveniente es la proporcionada por una lata
tipo aerosol de gas propano. Pueden obtenerse en diversos tamaños y dispositivos
y son útiles cuando no se dispone de instalación de gas en el laboratorio.
Dispositivos para medición
1.28 U n calorímetro sencillo
Conseguir pequeñas latas de conserva que
quepan holgadamente en el interior de un
frasco de dulce. Cortando prolijamente la
parte superior de las mismas con un abrzlatas rotatorio, podrán hacer las veces de
excelente calorímetro (ver la figura).
Se evitará que la lata 5e deslice hacia
el interior del tarro, colocando alrededor
de su borde una banda de goma fuerte, o
bien cortando muescas en el mismo, las
que se doblarán ligeramente hacia el ex-
34
terior. Este sistema de suspensián, así com o la baja conductividad del vidrio y el
aire contribuirán a su eficiencia.
E n algunos países se pueden conseguir
tazas de poliestireno expandido (espuma
de estireno), que hacen excelentes calorímetros. Otros, igualmente adecuados, pueden construirse con dos recipientes metálicos o vasos de vidrio. Se seleccionarán los
recipientes, de manera que uno de ellos
entre en el interior del otro, dejando un
espacio libre de por lo menos 1 c m entre
ambos, el cual se llenará con lana de vidrio o papel arrugado.
1.29 Probeta o cilindro graduado para
mediciones
Elegir varios recipientes de vidrio con lados perpendiculares y de diversas dimensiones. Los frascos de aceitunas son m u y
útiles para transformarlos en probeta
graduadas. En su parte exterior se pegará
verticalmente una tira de papel de aproximadamente 1 cm de ancho a partir de
1 c m de su borde superior. Conseguir luego una probeta graduada de las que se
venden en el comercio, de capacidad aproximadameote igual a la del frasco elegido
y verter agua en la misma en cantidad
suficiente como para llenar aquél hasta
la parte superior de la escala de papel.
Trazar una línea y anotar debajo, la cantidad de centímetros cúbicos de agua vertidos. Repetir la operación con cantidades
menores hasta completar la escala.
Otras sugerencias Útiles
1.30 U n pie simple, para calentar
Recortando los lados de una lata p u d e
Construcción de un equipo de uso general
35
construirse un soporte sencillo. Conviene
preparar do5 o tres de éstos, adaptables B
diferentes mecheros y para usar como SOportes. Alrededor del borde superior deberán perforarse agujeros que permitan la
salida de los residuos de la combustión.
1.31 Calentador
Puede confeccionarse con una lata de aceite en desuso. Se llena con agua y se calienta por su parte inferior. Se envuelve
alambre de hierro alrededor de un tubo
de ensayo, formando una manija. La sustancia a calentar se coloca en el interior
del tubo utilizándose el calentador en la
forma que ilustra la figura.
fth
1.35
mómetro. Colocar dentro del recipiente un
soporte construido con tela metálica, con
forma de puente, sobre el cual asentará
el plato o cápsula.
n1)
1.32 Preparación de agua destilada
1.33 Horno de aire caliente
rrr/
1.54 Pinzas para tubos de ensayo
1.35 Pinzas para laboratorio
U
1.32 Preparación de agua destilada
Puede emplearse una caldera para proporcionar el vapor, que se condensará en el
interior de un frasco de dulce provisto de
un tapón grande y sumergido en una ca-.
cerola-con agua fría. Para hacer las juntas
pueden emplearse tubos de goma, cinta
adhesiva o arcilla (ver la figura).
1.33 Horno de aire caliente
U n recipiente grande de hojalata puede
servir c o m o horno de aire caliente. Perforar con un agujero en la tapa y tapar con
un corcho que llevara atravesado u n ter-
1.34 Pinzas para tubos de ensayo
Se puede fabricar unas pinzas para tubos
de ensayo, curvando un alambre fuerte, y
flexible, de hierro o latón en la forma indicada por el croquis. El alambre de una
percha metálica vendrá m u y bien para este
objeto.
1.35 Pinzas para laboratorio
Con tiras flexibles de flejes o sunchos, com o los que emplean los encajonadores
para precintar, se pueden improvisar unas
pinzas m u y atiles.
Las dos pinzas representadas en la figura miden alrededor de 12 c m de largo.
U n o de los modelos puede construirse
1.35
Soluciones químicas
abrazando o remachando juntas, por un
extremo, dos tiras, que se curvarán y recortarán para darles la forma deseada. El
otro modelo está formado por una sola
banda de 25 cm de largo; para obtener
36
el cabezal redondo se ha Curvado la parte
central de la .banda alrededor de una varilla de hierro de diámetro conveniente.
Luego se han recortado y curvado ambas
ramas para darles la forma requerida.
Soluciones químicas
La mayoría de las reacciones químicas solución de 1 M significa que un litro de
que se estudian en los cursos de introduc- la misma contiene un mol del soluto (6,2
ción a las ciencias tienen lugar en solu- X 1023 moléculas).
ciones. Normalmente, la sustancia de que
se trata está disuelta en agua u otro sol- Preparación de soluciones de
vente. Es el material disuelto el que ex- molaridad conocida
perimenta cambios químicos. Aunque 10
dicho constituye una buena regia gene- Para preparar una solución de molaridad
ral, no obstante, no siempre ocurre asl. dada, se requiere solamente pesar el núE n diversas experiencias descriptas en este mero de moles necesario y disolver dicho
libro, el agua es objeto de cambios quími- peso en agua destilada hasta formar un
cos, es decir, participa en las reacciones litro de solución. Mas, jcómo pesar los
qufmicas. Como normalmente el interés moles? Para ello es necesario conocer el
está centrado en la sustancia disuelta (so- peso molecular de la sustancia. U n ejemluto), importa conocer qué cantidad de plo servirá de ayuda.
Suponga,mos que se desea preparar 2 M
la misma contiene un volumen determinade
solución de MgSO. El primer paso condo de solución. Por ejemplo, el vinagre es
siste
en determinar el peso de 2 moles de
una solución diluida de ácido acético, que
MgSO,.
El peso de un mol se calcula sutransmite al vinagre su sabor agrio y, por
mando
los
pesos atómicos de todos los
lo tanto, su concentración es importante.
átomos
representados
en la Mrmula, esLa mayoría de los vinagres comerciales
cribiendo
su
total
en
gramos:
son soluciones al 5 por ciento, es decir,
que 100 g de vinagre contienen 5 g de
1 átomo de M g 1 X 24,3 24,3
ácido acético. El porcentaje en forma de
1 átomo de S 1 X 32,l 32,l
peso es una manera de expresar la con4 átomos de O 4 X 16,O 64,O
centración de una solución. Sin embargo,
como toda transformación química implica
TOTAL
120.4
una acción entre moléculas, es convenien@eso rnolecular)
te expresar dicha concentración en términos moleculares m á s que mediante su U n mol de MgSO, pesa 120,4 g. Para hapeso. E n otros términos: deseamos definir llar el peso de dos moles, se multiplicará
la concentración, de tal manera que, v d ú - dicha cifm por dos (se p o d d calcular el
menes iguales de dos soluciones diferen- peso de cualquier número de moIes, multes, de igual concentración, contengan el tiplicándola por el mismo). Asf, el peso
mismo número de moltkulas. Este tipo de de dos moles de MgSO, es igual a 2 X
concentración se designa con el nombre 120,4 g = 240,8 g. Luego, para preparar
de molaridad. Es el término empleado en una soluci6n de 2 M , deberán pesarse
este libro para indicar el grado de con- 240,8 g de MgSO, en una balanza y dicentración y se representa en forma abre- solverlos en agua destilada. U n a vez que
viada como ‘M.Se@n dicha notación,
dicha sustancia se haya disuelto se agre-
=
=
=
-
-
37
Soluciones químicas
1.38
gará más agua hasta que el volumen total
de la solución sea igual a un litro. Podrá
obtenerse una solución de igual concentración (2 M) disolviendo la mitad de la
sustarcia sblida en agua hasta formar un
volumen de 500 ml de solución, o la cuarta parte de la misma en agua suficiente
para hacer 250 ml.
Algunos productos químicos contienen
agua 'de hidratación '(o cristalización) es
decir, que el agua forma parte de los cristales sólidos. E n dichas sales, el agua debe
considerarse como formando parte de la
fórmula al oalcuiar el peso de un mol de
la sustancia sólida. Por ejemplo: el cloruro de magnesio cristaliza como: MgCI,
6 H,O, lo que significa que en cada fórmula unitaria del mismo (de 1 molécula),
incluye 6 moléculas de agua. Por lo tanto,
el peso de un mol de MgCI, 6 H,O es
igual a:
1 átomo de Mg: 1 X 24,3
24,3
2 átomos de C1: 2 X 35,4 70,8
12 átomos de H: 12 X 1,0 12,O
6 átomos de O: 43 X 16,O 96,O
Acido clorhídrico, 3 M. Diluir 258 ml de
ácido oi 11,6 M (HCI al 35 por ciento).
Acide nítrico, 3 M. Diluir 195 ml de ácido
a 15,4 M (HNO, al 69 por ciento).
Acido sulfúrico, 6 M. Diluir 168 ml de
ácido a 17,s M (H,SO, al 95 por ciento). E n este caso verter el ácido sulfúrico lentamente en las tres cuartas partes del volumen final de agua, y cuando
la solución se haya enfriado, agregar
agua hasta completar un litro.
TOTAL
203,l
(peso molecular)
Luego, un mol de MgC1, 6 H,O pesa
203,l g.
Las concentraciones de la mayoría de
las soluciones citadas en este libro no requieren gran exactitud y se puede redondear el peso del soluto al gramo más próximo.
Reactivos generales
=
=
=
=
1.37 Bases diluidas
Hidróxido de amonio, 3 M. Diluir 200 ml
de solución concentrada (NH,,14,s M,
28 por ciento) a 1 litro.
Hidróxido de calcio, 0,02 M; 1,5 de solución saturada de Ca (OH)2 por litro.
Emplear una cantidad algo mayor de
CaCO,, filtrado y protegerlo del CO, del
aire.
Hidróxido ,de sodio, 3 M. Disolver 126 g
de barras (95 por cientt) en agua y
diluir a 1 litro.
1.38 Electrólito para acumuladores de
plomo
La densidad relativa del ácido sulfúrico
en diversos estados de la bateria es: 20talmente cargada, 1,28; media carga, 1,21;
descargada, i,15. Estas cifras son aproxiimadas. Para el llenado y carga inicial deben seguirse las indicaciones de los fabficantes, usualmente impresas en la batería.
Preparacidn de reactivos
La siguiente es una guia aproximada
Los volúmenes se expresan en mililitros para preparar una solución de ácido sd(mi)y en litros (1). U n mililitro equivale a fúrico de una densidad relativa de 1,28:
un centímetro cúbico (cm3 o cc). Para en un vaso de vidrio lleno hasta 10s dos
todos ,losfines prácticos, las masas se ex- tercios de agua destilada, se agrega el ácipresan en gramos (g). En muchos casos do sulfúrico concentrado, lentamente y rese indica la solución molar (M) corres- volviendo, hasta que la solución esté casi
pondiente. Para la misma debe emplearse a punto de hervir. Se deja enfriar y 5e
agua destilada.
agrega más ácido, con idéntica precaución
hasta que nuevamente, la solución esté
Reactivos de uso general en el laboratorio casi hirviendo.'Una vez que se haya enfriado a ,latemperatuna ambiente se ajus1.36 Acidos diluidos, 3 moles
Emplear la cantidad indicada de ácido con- tará la densidad relativa, de acuerdo con
la lectura del densímetro, agregando m á s
centrado y diluirla a un'litro.
Acido acético, 3 M. Diluir 172 ml de ácido ácido o m á s agua. Siempre que se deba
manipular ácido concentrado se procederá
a 17,4 M (99-100por ciento).
1.38
Soluciones químicas
con gran cuidado, usan,dQ anteojos protectores y vestimenta adecuada.
1.39 Agua regia
Mezclar una parte de ácido nítrico HNO,
con 3 partes de ácido clorhídrico, HC1. Si
el agua regia debe conservarse durante
algún tiempo, esta fórmula deberá incluir
un volumen de agua. Sin ella pueden formarse cantidades inconvenientes de gases.
1.40 Cloruro de Bismuto, 0,17 M
Disolver 53 g de cloruro de bismuto, BiCl,
en un litro de ácido clorhídrico, HCl, diluido. Usar 1 parte de HCl concentrado
en 5 partes de agua.
1.41 Nitrato de Bismuto, 0,083 M
Disolver 40 g de nitrato de bismuto, Bi
(NOSIS.5H20 en 1 litro de ácido nítrico
ailuido, HNO,, diluir 1 parte de ácido concentrado en 5 partes de agua.
--
1.42 Sulfato de Cobre (Il), 0,5 M
Disolver 124,8 g de sulfato de cobre (II),
CuS04. 5H,O, en magua a la que se haya
agregado 5 ml de ácido sulfúrico, H,SO,,
concentrado. Diluir a 1 litro;
1.43 Cloruro de Hierro (Ui),0,5 M
Disolver 135,2 g de cloruro de hierro (111) ,
FeCl,. 6H,O, en agua que contenga 20
ml de ácido clorhídrico concentrado. Diluir a 1 litro.
1.44 Sulfato de Hierro (lll), 0,25 M
Disolver 140,5 g de sulfato de hierro (111),
Fe, (SO4),. 9H,O, en agua que contenga
100 ml ,de ácido sulfúrico concentrado,
H,SO,. Diluir a 1 litro
1.45 Sulfato de Hierro (11) y amonio, 0,5M
Disolver 196 g de sulfato de hierro (11) y
amonio, Fe(NH,SO,),.
6H,O, en agua
que contenga 10 mi de ácido sulfúrico concentrado, H,SO,. Diluir a 1 litro. Para
mejores resultados preparar soluciones
frescas en cada caso.
1.46 Sulfato de Hierro (ll), 0,5 M
Disolver 139 g de suifato de hierro (li),
38
FeSO,. 7H,O, en agua que contenga 10
ml de ácido sulfúrico concentrado, H,SO,.
Dilúyase a 1 litro. Esta solución no se
conserva bien.
1.47 Agua de cal
La cal no es m u y soluble en agua, pero
la solución a usarse en clase se prepara
fácilmente agregando 10 g de cal apagada a 1000 ml de agua destilada. Agítese,
déjese asentar, decántese el líquido una
ve% aclarado.
1.48 Solución de tornasol
Pulverizar el tornasol y hervirlo en agua
durante cinco minutos. Filtrar la solución
y embotellarla. Conviene preparar solución fresca periódicamente.
1.49 Nitrato de Mercurio (1)
Diluir 1 Faarte.de nitrato de mercurio (1),
Hg, (NO,),.,
en 20 partes de agua y 1
parte de ácido nítrico concentrado, HNO,.
1.50 Agua de mar
Puede obtenerse un sustituto útil del agua
de mar disolviendo lo siguiente en 2 litros
de agua:
45,O g de cloruro de sodio
3,5 g de sulfato de magnesio
5,O g de cloruro de magnesio
2,O g de sulfato de potasio
1.51 Sulfito #e Sodio, 0,5 M
Disolver 120 g de suifito de sodio, Na,S.
9H, O, en agua y diluirlo a 1 litro. C o m o
alternativa puede emplearse una solución
saturada a 500 mi de 1 M de hidróxido de
sodio, N a O H (21 g de barras de N a O H al
95 por ciento), con H,S, manteniendo la
so1ució.n fría y diluyénqdola con 500 mi de
1 M de NaOH.
1.52 Cloruro de Estaño (ll), 0,5 M
Disoiver 113 g de cloruro de estaño 01) ,
SnCl,. 2H,O, en 170 ml de ácido clorhídrico concentrado, empleando el calor si
es necesario. Diluir en agua hasta 1 litro.
Agregar a la solución algunos trozos de
papel de estaño. Preparar solución fresca
a intervalos frecuentes.
39
Soluciones químicas
1.57
Soluciones y reactivos especiales
Cementos
1.53 Aleaciones
Se pueden preparar aleaciones de bajo
punto de fusión empleando un mechero
de Bunsen. Cuando una aleación contiene
bismuto y plomo, ambos se funden juntos
y con ellos, los demás componentes agregados. La temperatura no debe ser mayor
de la necesaria, para evitar una oxidación
excesiva. Los componentes se indican por
su peso.
Cemento a prueba de ácidos: 1 parte de
solución de goma; 2 partes de aceite de
lino; 3 partes de greda en polvo.
Cemento para acuarios: (a) mezclar partes
iguales de azufre en polvo, cloruro de
amonio y limaduras de hierro. Agregar
luego aceite de lino hervido y mezclar
bien y finalmente agregar albayalde hasta formar una pasta espesa. El cemento
debe aplicarse mientras se halla en estado fluido.
(b) Mezclar óxido de plomo con cera
para dorar en cantidad suficiente y
formar una pasta y aplicar de inmediato. Dejar transcurrir unos días antes de
armar el acuario y lavarlo antes de ponerlo en uso.
Cemento de celuloide: Disolver trozos de
celuloide en acetona o acetato de amilo.
Este cemento es útil para la construcción de acumuladores pequeños.
Cemento para hierro: 90 partes de limaduras finas de hierro; 1 parte de azufre
sublimado, 1 parte de cloruro de amonio. Inmediatamente antes de usarlo
mézclense con agua hasta formar una
pasta.
Plomo
Aleación
4
1
2
1
7
0
1
0
8,5
2,5
1.3
O
Metal de W o o d
Soldadura
Aleación para fusibles eléctriCOS
Estaño Bismuto Cadmio
E n un horno pueden obt,enerse aleaciones
con punto de fusión m á s elevado. El cobre
debe fundirse en primer término y luego
agregarse al mismo los demás metales.
~~
~~~
Aleaci 6n
Bronce
Latón maleable
Fundición de latón
~~
Cobre
Estaño
Cinc
80
58
72
5
15
42
24
o
4
Ceras
1.54 Solución de Benedict (reactivo cualitativo para la glucosa)
Disolvcr con ayuda del calor, 173 g de citrato de sodio y 100 g de carbonato de
sodio anhidro, Na,CO,,, en 800 ml de agua.
Disolver 17,3 g de sulfato de cobre, CuSO,.
5H,O, en 100 mi de agua. Verter la segunda solución, revolviendo constantemente
en la solución de carbonato-citrato y diluirla hasta completar 1 litro.
1.55 Azul de Bromo-timol
Disolver 0,5 g de azul de bromo-timo1 en
500 mi de agua. Agregar una gota de hidróxido de amonict para que la solución
vire a un color azul oscuro.
1.56 Cementos y ceras
Siguiendo las recetas que se detallan a
continuación, puede prepararse fácilmente comauesto para cementado.
Compuesto de Chatterton: 1 parte de brea
arcángel, 1 parte de resina. Mezclar a m bos componentes y agregar 3 partes de
goma 'crepe' en pequeños trozos.
Cemento de Faraday: 5 partes de resina,
1 parte de cera de abejas, 1 parte de
,amarilloocre. Fundir juntas en una lata
la resina y la cera y mezclar con las
mismas el ocre, revolviendo.
1.57 Solución jabonosa de Clarke, para la
estimación del grado de dureza del
agua
Disolver 100 g de jabón de Castilla, puro,
en polvo, en 1 litro de alcohol etílico al
80 por ciento, dejando reposar la solución
durante una noche (solución A).
Preparar una solución común (B) del
cloruro de calcio, CaCl,, disolviendo 0,5 g
de carbonato de calcio, CaCO,, en ácido
clorhídrico, HC1 (densidad relativa 1,19);
1.57
Soluciones químicas
neutralizar c o n hidróxido de amonio,
NH,OH, haciéndola levemente alcalina al
tornasol, y finalmente diluir hasta completar 500 cma. U n mililitro de la solución
equivale a 1 m g de CaCO,.
Dosificar la solución A por comparación
con la B (la solución A en la bureta). Diluir A en alcohol etílico al 80 por ciento
hasta que 1 ml de la solución resultante
cea equivalente a 1 ml de B, teniendo en
cuenta el factor espuma (la cantidad de
jabón común requerida para producir espuma permanente en 50 cm3 de agua destilada). U n centímetro cúbico de la solución corregida, luego de sustraído el factor espuma, equivale a 1 m g de Caco,.
1.58 Reactivo de Schweitzer,solución amoniacal de óxido cúprico (disolvente
del algodón, lino y seda, pero no de
la lana)
(a) IDisolver 5 g de sulfato cúprico en
100 mi de a g w hirviendo y agregarle hidróxido de sodio hasta que la precipitacidn sea completa. Lavar bien el precipitado y disolverlo en una cantidad mínima
de hidróxido de amonio.
(b) Hacer burbujear una corriente de
aire lenta a través de 300 ml de hidróxido
de amonio concentrado que contenga 50 g
de virutas de cobre. Prolongar la operacibn durante una hora.
1.59 Negro mate
Es útil para pintar el interior de los instrumentos ópticos, para suprimir todo reflejo indeseable, de manera que los rayos
sean menos difusos y más nítidas las imágenes. Se mezcla negro de h u m o con cera
para dorar, agregando trementina y revolviendo constantemente hasta que la
mezcla sea lo suficientemente fluida como
para ser aplicada mediante un pinczl, com o pintura.
1.60 TeAido
El teñido de algodón debe estar precedido
por la eliminación del apresto del tejido,
lo que se consigue hirviéndolo durante 5
minutos en una sdución diluida de HCl
(ácido clorhídrico). Esta solución se prepara agregando 1 parte de HCl en 20 par-
4@
tes de agua. La siguiente fórmula permite obtener una tintura satisfactoria:
Rojo Congo, 0,5 g
NaHCO, (bicarbonato' de sodio), 2,O g
Na,SO, (sulkto de sodio), 1.0 g
H,O (destilada), 200,O ml
El tejido debe hervirse durante 4 o 5 minutos, lavarse con ,agua fría y dejarse
secar.
E n vez de rojo Congo, puede usarse azul
de metileno o marrón primulina. En primer término deberán mezclarse la tintura
y las sales, y luego, agregarse el agua, !entamente y revolviendo.
La seda blanca, el rayón, o la lana, deberán teñirse de la misma manera. Hervir un
trozo de tela de algodón, blanca, durante
10 minutos en una solución diluida de
(NH,),SO, (sulfato de amonio) y a continuación dejarla durante algunos minutos
en una solución de NH,OH (hidróxido de
amonio), luego de lo cual deberá lavarse.
La seda blanca puede someterse a la acción de un mordiente, hirviéndola durante
5 minutos en una solución de ácido tánico
y dejándola .luegodurante algunos minutos
en una solución de tártaro emético. Puede
estudiarse el efecto del mordiente hirviendo trozos de algodón y seda sometidos a
la acción del mismo, juntamente con otros
que no lo han sido, durante algunos minutos en una solución de alizarina, luego de
lo cual se lavarán y dejarán secar.
Hervir muestras de algodón tratado y no
tratado con mordiente, y de seda no sometida a la acción del mismo, en una solución de verde de malaquita (o de azul
de metileno), durante 5 minutos, luego lavarlas y ponerlas a secar. La solución de
verde de malaquita se prepara disolviendo
1 gramo ,de colorante en 200 g de agua.
Se acidifican doscientos gramos de agua
con ácido acético y luego se agrega al
agua acidificada cuarenta gramos de la
solución colorante.
El tratamiento por desarrollo de las fibras de colores, conocido como teñido en
rama o mediante colorantes de desarrollo,
requiere el empleo de tres soluciones. La
primera consiste en 0,l g de primuiina y
0,l de NaHCO, (bicarbonato de sodio) disuelto en 100 cm3 de agua. Hervir una tire
41
Soluciones químicas
de tejido de algodón libre de apresto en
esta solución durante 1 minuto, pasándolo
luego a la segunda solución. Esta se prepara agregando a 100 cm3 de agua, 0,5 g
de NaNO, (nitrito de sodio) y 3 cm3 de
HCl. La banda de tejido se deja en este
baño durante 15 minutos y luego se traslada al baño de desarrollo. Este se prepara disolviendo 0,05 g de N a O H (hidróxido
de sodio) y 0,05 g de fenol en 100 cm3 de
agua (en lugar de fenol puede emplearse
naftol alfa o resorcina -resorcinol-)
. La
solución debe mantenerse caliente y la tela
debe permanecer en ella durante 20 minutos. Luego debe lavarse y ponerse a
secar.
1.61 Soluciones para galvanoplastia
Cobre. Se disuelven alrededor de 100
g de cristales de sulfato de cobre en
aproximadamente 300 cm3 de agua,
agregándose luego 6 g de bisulfato de
potasio y 5 g de cianuro de potasio.
Completar la solución hasta 450 cm3.
Durante su preparación la solución debe mantenerse fría.
Plata. Di so 1 ve r en aproximadamente
500 cm3 de agua, alrededor de 20 g de
cianuro de sodio (veneno), y 40 g de
carbonato de sodio cristalizado. Por
separado, disolver unos 20 g de nitrato de plata en 250 cm3 de agua. Agregar la segunda solución a la primera,
lentamente, hasta completar el volum e n de 1 litro.
La corriente que debe ,pasar a través de
las soluciones, depende de la superficie
del electrodo sobre el que se depositará el
metal. N o debe exceder de 2 amp. por cada
100 cm3 de superficie. La corriente que
generalmente conviene es la continua con
una tensión entre 4 y 6 voltios, y puede
obtenerse de una batería de automóvil de
6 voltios. Si el electrodo es menor, la corriente deberá reducirse en proporción. El
metal depositado no presentará el lustre
y el aspecto brillante esperado hasta que
no haya sido pulido, frotándolo, por ejemplo, con una espátula de hueso u otro objeto duro, suave y no metálico.
1.67
1.62 Solución de Fehling (reactivo para
reducir azúcares)
1. Solución de sulfato de cobre. Disolver
34,7 g de CuSQ, 5H,O en agua, y diluir hasta completar 500 cm3.
2. Solución de tartrato alcalino. Disolver
173 g de tartrato sódico-potásico (Sal
de Rochelle, KNaC4H,0,.4H2Q)
y 50
g de NaOH, en agua y una vez frío, diluir dicha solución hasta completar
500 cm3.
Mezclar iguales volúmenes de ambas soluciones en el momento de usarlas.
1.63 Solución de fluoresceína
Es de utilidad porque la trayectoria de un
rayo luminoso a través de una solución
diluida de fluoresceína puede observarse
claramente. Para prepararla se disuelve un
gramo de fluoresceína en 100 ml de alcohol industrial o metilico.
1.64 Papel sensible al calor
A una solución de cloruro de amonio en
agua, se le agrega una solucirh también
acuosa, de cloruro de cobalto (las proporciones no tienen importancia). Dicha solución se diluye hasta que su coloración
sea rosa pálido. U n papel de filtro sumergido en la misma y luego puesto a secar
parecerá casi incoloro, pero calentándolo
tomará una coloración verde intensa.
1.65 Tintura de iodo
Agregar a 50 cm3 de agua, 70 g de iodo
y 50 g de ioduro de potasio, KI. Diluir en
alcohol hasta completar 1 litro.
1.66 Reactivo de Nessler, para el amoníaco
Disolver 50 g de ioduro de potasio, KI,en
la menor cantidad posible de agua fría
(50 cm3). Agregar una solución saturada
de cloruro de mercurio (aproximadamente se requerirán 22 g en 350 cm3 de agua),
hasta que la formción de un precipitado
indique su exceso. Agréguense entonces
200 cm3 de 5 M de hidróxido de sodio y
diluir hasta completar 1 litro. Decantar el
líquido transparente.
1.67 Absorbente del oxígeno
Disolver 300 g de cloruro de amonio en 1
litro de agua y agregarle 1 litro de solución concentra& de hidróxido de amo-
1.67
Soluciones químicas
nio. Agitar bien la solución. Para su empleo como absorbente del oxígeno, llenar
un frasco hasta la mitad con virutas de
cobre y luego llenarlo casi totalmente con
la ,solución de NH,Cl-NH,OH y hacer circular el gas a través de la misma.
1.68 Solución para platear (para depositar
una capa especular de plata sobre el
vidrio)
Preparar primero la solución A, disolviendo 12,5 g de nitrato de plata en 100 cm3
de agua y 32,5 g de tartrato sódico-potásico, separadamente en 100 cm3 de agua.
Mezclar ambas soluciones, calentadas a
55" C y mantenerlas a esa temperatura
durante 5 minutos. Luego, se dejará enfriar la mezcla, separando el líquido transparente del precipitado y se completará el
volumen hasta 200 cm3.
Para preparar la solucibn B, se disolverán 1,5 g de nitrato de plata en 12 cm3 de
agua y se agregará una solución diluida
de hidróxido de amonio hasta que el precipitado formando inicialmente se haya redisuelto casi totalmente. Completar el volumen hasta 200 cm3.
Mezclar las soluciones A y B. La superficie a platear, luego de una cuidadosa limpieza para eliminar todo vestigio de grasitud, deberá suspenderse cara hacia abajo en la solución, apenas por debajo de la
superficie del líquido. La solución puede
ponerse en un tubo de ensayo o un frasco
pequeño, en- cuyo interior 5e depositará
42
una capa especular plateada. Puede calentarse ligeramente, para acelerar el depósito de plata.
1.69 Hidróxido de sodio (para la absorción
de CO,)
Disolver 330 g de N a O H y diluir hasta
completar 1 litro.,
1.70 Solución de almidón
(a) Preparar una pasta con 2 g de almidón soluble y 0,Ol g de ioduro de mercurio, Hgf,, con una pequeña cantidad de
agua. Agregar dicha mezcla, lentamente,
a 1 litro de agua hirviendo y hervirla durante algunos minutos. Guardarla en un
frasco con tapón de vidrio. Si se empleara un almidh distinto del soluble, la solución resultante luego del hervor, no será
transparente; deberá dejarse en reposo y
decantar luego el líquido claro.
(b) Mediante el procedimiento siguiente
puede prepararse una solución de almidón
de conservación indefinida: mezclar 500
cm3 de solución saturada de NaCl (filtrada), 80 cm3 de ácido acético glacial, 20
cm3 de agua destilada y 3 g de almidón.
Llevar lentamente hasta el punto de ebullición y hervir durante 2 minutos.
1.71 Acido tanico (reactivo para albúmina,
alcaloides y gelatina)
Disolver 10 g de ácido tánico en 10 cm3
de alcohol y diluir en agua hasta completar 100 cm3.
Capítulo segundo
Ciencias físicas
Química
introducción
Los experimentos se exponen siguiendo en
forma progresiva el desarrollo de los conceptos reseñados en los subtítulos principales. Los maestros pueden elegir y realizar 'con éxito cualquier experimento interesante, pero teniendo en cuenta que en
algunos casos puede ser necesario retroceder hasta ciertos experimentos previos.
Por ejemplo, si intentan llevar a cabo uno
sobre la energía eléctrica generada por las
reacciones químicas, podrán necesitar posteriormente investigar sobre la conductividad eléctrica y las propiedades de los
iones, o bien, antes de estudiar por separado (las distintas sustancias, considerar
esencial un mayor conocimiento de los
criterios de pureza.
Se ha afirmado que los experimentos
estimulan la discusión no sólo acerca de
importantes principios de la química, sino
también sobre su aplicación y utilización
por parte de una comunidad. La industria,
antes de transformar las sustancias en
otras más útiles debe sepcirarlas y purificarlas; para ello debe valerse de plantas
de filtrado, clasificadoras y aventadoras
y aprovechar sus diferentes puntos de fusión, ebullichn, y su distinta solubilidad
y densidad. Se ha previsto que los experimentos que se describen en las siguientes
secciones provocarán preguntas por parte
de los alumnos, relativas a la forma en
que la industria encara dichos problemas
en una escala mucho mayor.
Los alumnos advertirán que en su alrededor inmediato se plantean cuestiones
relativas a la selección de materiales, co-
m o por ejemplo, los plásticos, cementos y
concretos y problemas vinculados al e m pleo de los metales y la soldadura, aleaciones y conductividad de los mismos.
D e los experimentos surgirá un cúmulo
de interrogantes. Cabe esperar que como
resultado de éstos, los alumnos se sientan
instados a formular preguntas, a discutir
problemas y a buscar mayor información
en los libros, con el consiguiente enriquecimiento de su comprensión de la química.
En todos los dibujos, este signo
representa a la fuente de calor.
El mechero de Bunsen
2.1 Examen de un mechero de Bunsen
Cuando se calienta algo es necesario saber cuál es la parte más caliente de la
llama.
A. Primero, cerrar el orificio de ventilación y abrir totalmente la llave del gas.
Encender el gas y sostener un trozo de
alambre en diferentes partes de la llama,
moviéndolo desde la base al vértice de la
misma. ¿Dónde se halla el punto m á s caliente? Abrir ahora el orificio de toma de
aire y sostener de huevo el alambre en la
llama moviéndolo desde abajo hacia arriba. ¿Cuál es la parte más caliente de la
llama? Los alumnos deberán comparar a m bas llamas y decir cuál de ellas contiene
la zona más caliente.
B. Cerrar la toma de aire. Sostener un
tubo de ensayo con su fondo exactamente
encima de la llama. Sobre el vidrio puede
2.1
Química
depositarse carbón. ¿Es el carbón no quemado ,lo que dra a la llama su cdoración
amarilla? ¿Se obtiene el mismo efecto espolvoreando sobre la llama carbón en
polvo?
46
C. Poner en el interior de un tubo de ensayo de 100 por 16 mm, sujeto a modo
de retorta, naftaleno hasta una altura de
2 c m (ver el dibujo). Sostener el termómetro can su bulbo dentro del naftaleno.
Calentar suavemente el tubo de ensayo
con llama baja, vigilando atentamente la
lectura del termómetro. ¿Cual es la temperatura de fusión del naftaleno? Cuando
éste se funda, interrumpir el calentamiento y dejarlo enfriar. ¿A qué temperatura
se solidifica nuevamente?
Con un tubo de ensayo y un termóme-
2.1 Quemando el gas del
cono interno de la llama
C. Abrir nuevamente d orificio de toma
de aire. ¿Se deposita carbón en el tubo
de ensayo. sostenido sobre esta llama? El
aire, al mezclarse con el gas hace que la
combustión sea más rápida y eficiente.
¿Qué ocurre en el cono interno, más frfo?
Sostener en 10 llama una astilla de madera de modo que pase a través del cono
interno. ¿Qué parte de la astilla se quem a ? Poner uno de los extremos de un-trozo de tubo en el cono interior de la Ilama, en la forma que isdica el dibujo. El
gas que sale por el otro extremo ¿puede
encenderse? ¿Es posible proyectar un mechero que proporcione una llama más caliente?
Determinación
aproximada del
punto de fusión
tro, limpios, repetir la experiencia e m pleando ácido esteárico o cualquier otra
sustancia cuyo punto de fusión 3ea inferior a 100" C, si la lectura del termbmetro es hasta 110" C.
2.3 Un procedimiento más exacto para la
determinación del punto de fusión
Colocar una cantidad m u y pequeña de
D. Efectuar el mismo estudio con la llama
de una vela y con ,ia de una lámpara de naftaleno en un tubo capilar cerrado en
alcohol. &Cuáles son sus partes más ca- uno de sus extremos (este tubo capilar
lientes? ¿Contienen dichas llamas partí- puede prepararse con un trozo de tubo de
culas de carbón no quemado? ¿Existe en vidrio). Atese el tubo capilar con su exellas un cono interno de gases no quema- tremo cerrado a un termómetro, en la form a que ilustra la figura, por medio de una
dos?
banda de goma y caliéntese sobre un tripode un recipiente con agua. La banda
Identificación de sustancias puras
de goma puede confeccionarse cortando
2.2 Comparación de los puntos de fusión un trozo de tubo de goma. El termómetro
del naftaleno y del ácido esteárico
puede usarse para revolver el agua, aseEl naftdeno (balitas contra la polilla) es gurándose previamente de que esta no peuna sustancia adecuada para esta expe- netrará en el interior del tubo capilar.
riencia. Su punto de ebullición es de 80,2" Auméntese lentamente el calor observan-
47
2.6
Química
do la temperatura de fusión del naftaleno, la que se anotará. Luego, dejar enfriar el tubo y tomar nota de la temperatura de solidificación del naftaleno. Obtener el promedio .de ambos valores. iCuá1
de los dos experimentos, al parecer, permite calcular con mayor exactitud el punto de fusión? Repetir la última experiencia empleando ácido esteárico.
2.4 Las impurezas afectan el punto de
fusión de una sustancia
Mezclar con d naftaleno un poco de ácido
esteárico, haciéndolo de este m o d o impuro. Observar la variación del punto de
fusión. Las impurezas lo hacen descender.
mergido en el agua. Agregar algunos gránulos o astillas para impedir ,latrepidación
durante el hervor. Calentar el agua con
llama m u y baja hasta el punto de ebullición. Leer la temperatura que indica el
termómetro. ¿Se observa alguna diferencia en la lectura si el termómetro toca
el fondo del tubo? ¿Cómo explicaría esto
el alumno?
B. Proponer a los alumnos que determinen si el punto de ebullición del agua depende de la cantidad de dicho líquido presente.
2.6 Punto de ebullición de líquidos inflamables
A. ¿Qué otros líquidos incoloros conocen
los alumnos? Algunos de ellos son sumamente inflamables, por ejemplo, el alcohol
y la acetona. Para calentarlos deberá e m plearse un procedimiento distinto. E n primer lugar, poner el alcohol o acetona en
un tubo de ensayo, hasta una altura de
2 cm y sumergir el termómetro en el líquido. Hervir luego cierta cantidad de
agua, manteniendo alejado el tubo de ensayo y luego verter el agua caliente en
un recipiente, cuidando que el nivel sea
más alto que el del alcohol dentro del tubo
de ensayo (ver la figura). Revolver el alcohol suavemente con el termómetro,atendiendo a la lectura del mismo. ¿Cuál es
el punto de ebullición del alcohol? LPueden los alumnos explicar por qué es 3eguro este método para determinar el punto de ebullición de líquidos inflamables?
B. Otro método seguro cuando se emplean
pequeñas cantidades de líquidos inflamables, es el siguiente: se cierra uno de los
-
2.5 Punto de ebullición del agua
A. Colocar un poco de agua en un tubo
de ensayo, sosteniendo el termómetro. com o lo muestra la figura, con el bulbo su-
B
2.6
Química
extremos de un trozo de tubo de vidrio
de aproximadamente unos 8 c m de largo,
con un diámetro de 2 o 3 cm. E n su interior se coloca una pequeña cantidad del
líquido que será objeto de la determinacibn, y un tubo capilar, uno de cuyos extremos se habrá soldado -similar al usado para la determinación del punto de
fusión-, con el extremo cerrado hacia
arriba y el abierto dentro del líquido (observar la figura). El tubo con el líquido y
el tubo capilar, se aseguran entonces al
bulbo del termbmetro mediante una banda
de goma. Este se sostiene dentro de un
recipiente con agua, que puede calentarse
suavemente en la llama de un mechero de
Bunsen. A medida que se eleve la temperatura saldrán burbujas lentamente del
tubo capilar, pero al llegar al punto de
ebullicibn, las burbujas comenzarán a salir súbitamente como una corriente continua. Leer la temperatura que indica el termómetro, dejar enfriar el agua, y leerla
nuevamente cuando cese la corriente de
burbujas. El punto de ebullición es el promedio de ambas lecturas. Determinar apl-icando este método al del benceno.
2.7 Punto de ebullición de una mezcla de
dos líquidos
Los puntos de ebullición del benceno y
del etanol no difieren mucho. Determinar
mediante el método descripto los de algunas mezclas, en distinta proporción, de
benceno y etanol. Discurrir con los alumnos acerca de la posibilidad de identificación de una sustancia pura mediante sus
puntos de fusión o ebullicion.
2.8 La presión afecta el punto de ebullición
Poner un poco de agua en un tubo de ensayo provisto de un ramal lateral o un
orificio que comunique con el exterior a
través del tapón. Colocar algunos gránulos en el agua para detener la trepidación
del hervor. Humedecer el tapdn portador
del termómetro antes de fijarlo en el tubo
(ver la figura). Calentar fuertemente la
malla metálica haciendo hervir el agua.
¿Qué temperatura se lee en el termómetro? Interrumpir el calentamiento y conectar en A una bomba de agua. Cuando
48
el agua cese de hervir poner en pleno funcionamiento dicha bomba. Volver a-coloCar el mechero de Bunsen y calentar n u e
vamente. ¿Cuánto ha variado la presión
en el interior del tubo? ~ C u á ies ahora la
temperatura de ebullición del agua?
Reducción de la presión
del agua en ebullición
A a la bomba de agua
B gránulos para evitar
la trepidación del
hervor
A
Kenia es un país del Afnca oriental. En
la costa de Mombasa, el agua hierve a
100" C,pero en Nairobi, lo hace por debajo de los 95" C. ¿Puede explicar la causa
de este fenómeno?
2.9 Comparación del diferente grado de
solubilidad de las sustancias en el agua
Diversas sales, elegidas en los estantes
del laboratorio servirán para demostrar
su distinto grado de solubilidad en el
agua. Tomar muestras de 5 g de cada una
de ellas y tratar de disolverlas en 15 cm3
de agua, en un tubo de ensayo. ia solubilidad de las sales puede consultzirse en
formularios y está expresada en función
de la cantidad de granos solubles en iOOg
de agua a una temperatura determinada,
por lo general, 20" C. Cada tubo de ensayo debe taparse y agitarse vivamente durante el mismo tiempo. Esta experiencia
demostrará que la solubilidad es una de
las características particulares de una sustancia. Las empleadas pueden incluir azúcar, sal coman, nitrato de potasio, sulfato de calcio, etc.
2.10 Estudio del efecto de la temperatura
en la solubilidad
La solubilidad del bicromato de potasio
es de aproximadamente 5 g/100 g en agua
fría y de alrededor de 95g/100 g en agua
49
Química
caliente. Es una variación m u y grande,
que puede demostrarse de la siguiente
manera: preparar 50 cm3 de solución saturada de bicromato de potasio, aproximadamente a 60" C. Verter la solución
transparente en un vaso limpio y mantenerla a una temperatura de 40" C hasta
que hayan cesado de formarse cristales.
Verter entonces ia solución clara de este
recipiente en un tercer vaso, limpio, evitando que pasen cristales dentro de este
Último. Dejar enfriar la solución a la temperatura ambiente. A medida que se va
enfriando se formarán más cristales. El
experimento demuestra que una solución
saturada contiene menos cristales disueltos cuando su temperatura es baja que
cuando ésta es más elevada.
2.11 Determinación de la solubilidad de
una sustancia en agua a una temperatura dada
Colocar en un vaso 50 cm3 de agua y
agregar polvo de hornear (hicarbonato de
sodio), en forma gradual, revolviendo continuamente (como variante puede emplearse sulfato de potasio) . Revolver hasta que dicha sustancia no se disuelva más,
es decir, hasta obtener una solución saturada. Determinar la temperatura de la
misma. Pesar una cubeta de evaporación
limpia y verter en la misma cierta cantidad de la solución saturada, transparente,
y pesarla nuevamente para obtener la masa de dicha solución. Cuidadosamente evaporar la solución hasta su desecación. Pesar otra vez, y calcular la masa de bicarbonato de sodio disuelta. D e dichas pesadas puede deducirse tambien la casa de
agua. D e este modo se puede &icular la
solubilidad del polvo de hornear en gra*mos por cada 100-g de agua, a una temperatura determinada.
2.12 Investigando el efecto de la dimensión
de las partículas en la solubilidad
Comparar la velocidad de disolución de
partículas de sal gruesa con las de sal
fina común o de cristales grandes de sulfato de cobre con k de partículas finas,
molidas de la misma sustancia. Agregar
4 g de sal gruesa en un tubo de ensayo
2.14
lleno hasta la mitad de agua y 4 g de sal
fina común en un segundo tubo con igual
cantidad de agua. Revolver o agitar a m bos tubos en la misma f c m a y durante
el mismo tiempo. Detenerse peribdicamente al cabo de algunos segundos para observar la cantidad de sal no disuelta que
queda en cada tubo. Las partículas pequeíias se disolverán antes que las grandes.
2.13 Estudio de diferentes tipos de solventes
La solubilidad de la sal común y el iodo
en tres solventes: agua, alcohol y cloruro
de carbono (IV) demostrarsi la eficacia de
los mismos. Llenar tres tubos de ensayo
hasta un tercio de su altura; uno con
agua, otro con alcohol metílico comercial
y el tercero con cloruro de carbono (N).
Con una espátula agregar alrededor de 1 g
de sal a cada uno.de ellos, luego, tapar y
agitar. Se observará que la sai se disuelve
fácilmente en el agua, menos fácilmente
en el alcohol y m u y poco en el cloruro de
carbono (IV). Preparar otros tres tubos
de ensayo con los mismos solventes, pero,
empleando esta vez cantidades m u y pequeiias de iodo -sólo unos pocos cristales- e igual cantidad del mismo en cada
solvente. Se obtendrán resultados m u y
diferentes. El cloruro de carbono (IV) disolverá más iodo, y el agua menos.
2.14 Densidad de un sdlido
La densidad de un sólido -por ejemplo,
un elemento, un compuesto o un mineral- es la razón entre su masa y su volumen. La masa se determina fácilmente
mediante .la balanza. Si 'el sólido es insoluble en agua, su volumen puede deducirse del agua que desplaza, independientemente de su forma. Llenar de agua hasta
k mitad un vaso graduado. Tomar nota
de 10 lectura. Sumergir el sólido en el
agua y anotar la nueva lectura. La diferencia entre ambas lecturas es el volum e n del sblido. A continuación y a título
de ejemplo, se enumeran algunas sustancias de interés para el químico con sus
respectivas densidades (en g cm-3): Azufre, 2,O; cuarzo, 2,6; calcita, 2,7; cobre,
8 3 plomo, 11,4;los minereles como la
2.14
50
Químia
malaquita, casiterita y cerusita no tienen
una densidad uniforme, dado que contienen cantidades variables de cuarzo, feldespato y otros minerales (ver también
los experimentos 2.286, 2.287 y 4,9).
2.15 Densidad de un líquido
El tolueno, el cloruro de carbono (IV) y
el bromoformo son líquidos cuyo estudio
es interesante. El feldespato y el cuarzo
flotarán en el bromoformo, cuya densidad
es de 2,9 g cm-3. Pesar un recipiente p e
queño con el líquido en su interior. Verter el líquido en una probeta graduada para
determinar su volumen. No importa si algunos de los líquidos se adhiere a las
paredes del recipiente que lo contiene.
Con ayuda de la balanza hallar la masa
del recipiente y, partiendo de ésta, calcular la masa del liquido trasvasado a la
probeta graduada. Obtener la densidad dividiendo la masa del líquido por su volum e n (ver los experimentos 2.286 y 2.287).
el tiempo como el representado en el albujo. Se advierte en 'el mismo que la temperatura, en el punto de fusión, no desciende tan rápidamente. ¿Pueden explicar
r2.16 Solidificación del naftaleno liquido
Energía necesaria para transformar a los
sólidos en líquidos y a éstos en vapor
2.16 Investigación de la energía calorífica
de la transformación de un líquido
en sólido
E n los climas cálidos, el naftaleno es una
sustancia adecuada para este estudio. Se
halla en estado líquido por encima de los
80,2"C. En climas fríos es m á s conveniente el benceno, pues se requiere hielo para
enfriarlo por debajo de su punto de fusión, de 5,5" C.
Poner cierta cantidad de naftaleno
molido dentro de un tybo de ensayo de
100 X 16 mm, hasta una altura de 6 c m
y calentar suavemente hasta que se haya
fundido. Colocar un termómetro dentro
del naftaleno. Suspender el calentamiento
cuando la temperatura haya alcanzado
aproximadamente 95" C. Tener a m a n o
un reloj o cronómetro contador de segundos. Revolver el naftaleno suavemente con
el termómetro mientras 5e enfría. Registrar la temperatura cada 15 segundos. Continuar efectuando las lecturas durante
aproximadamente 6 minutos.
Trazar un gráfico de la temperatura y
$ 1 , .
,
,
,
,
,
3
4
5
6
7
c
0
1
2
tiempo en minutos
los alumnos por qué el enfriamiento se
retrasa algunos segundos cuando se alcanza el punto de fusión?
2.17 Calor específico de un líquido y calor
de evaporación
Este experimento pueden llevarlo a cabo
los alumnos utilizando agua, y el m e s tro empleando etanol, tricloroetano o tetracloroetano. Lo esencial es disponer de
una fuente de calor constante, protegida
del efecto de las corrientes de aire.
A. Colocar un mechero de Bunsen con
llama de aproximadamente 5 c m de altura, debajo de un frasco o vaso que con-
51
Quimica
tenga una masa de líquido conocida. U n
volumen conveniente es de alrededor de
50 cm3. La instalación para el experimento se ilustra en el dibujo (obsérvense las
pantallas de protección contra las corrientes de aire, en torno del aparato).
Colocar un termómetro dentro del líquido, registrando cade 15 segundos la elevación de la temperatura. Trazar el gráfico de la temperatura en función del
tiempo. La porción más recta del mismo
que pasa 0 través de los puntos registrados (descartando los últimos), presenta
una pendiente, en función de la cual puede calcularse el aumento promedio de la
temperatura, por minuto. Supongamos que
todo el calor pasa al líquido. La cantidad
de calor absorbida por el recipiente es
comparativamente m u y pequeña. El número de calorías por minuto absorbidas
por el líquido se podrá calcular entonces, multiplicando la masa de éste por su
calor específico y por el aumento de la
temperatura por minuto (ver también los
experimentos 2.135 y 2.136).
Determinación del calor requerido para
evaporar un líquido
A pantallas contra las corrientes de aire
2.19
quido durante un número de minutos determinado, puede calcularse fácilmente
procediendo como en la primera parte del
experimento. ¿Pueden los alumnos hacer
una evaluación de la cantidad de calor
requerida? Luego del bervor, retirar el
mechero, dejar enfriar y determinar la
masa de líquido evaporada. Los resultados obtenidos hasta ahora, permiten calcular la cantidad de calor necesaria para
transformar cierta masa de líquido en vapor. ¿Cuántas calorías son necesarias para
convertir 18 g de agua o 46 g de etanol,
etc., en vapor? Estas expresarán el calor
de vaporización del líquido.
Aplicación de los puntos de fusión y
ebullición, y la solubilidad y densidad a
problemas relativos a la separación de
sustancias, de las mezclas de que forman
parte
2.18 Separación del estaño de una mezcla
de estaño y carbono
Preparar una mezcla de estaño y carbono
empleando limaduras o pequeños trozos y
carbón de ieña triturado. Pueden emplearse pequeños fragmentos de soldadura de
estaño, aunque en su composición s610
entra un 66 por ciento de estaño, siendo lo
restante plomo. El uso del plomo es otra
alternativa. Las 'latas estañadas' no sirven, dado que son de hierro cubierto por
una capa superficial, m u y fina, de estaño.
El estaño se funde a 232" C y el carbono
a 3.730" C. Calentar la mezcla en un
crisol, revolviéndola con u n trozo de
madera hasta que se funda el estaño formando u n líquido, debajo del carbón de
leña. Verter el estaño sobre una tela de
amianto u otra superficie a prueba de calor, manteniendo con ayuda del trozo de
madera, al carbón dentro del crisol. C o m o
alternativa, el estaño podría verterse en
un molde de yeso ,deParís, ya preparado.
B. Sin modificar lla llama ni la posición
de las pantallas, dejar hervir el líquido
durante cierto tiempo (para el agua, es
conveniente diez minutos, y para los líe
quidos más volátiles, solamente cinco).
La cantidad de calor suministrada al lí-
2.19 Separación por sublimación
Separar el iodo de una mezcla formada
por algunos cristales del mismo y cloruro
de sodio. Calentar la mezcla en uI141 CUbeta de evaporacibn cubierta por un em-
Química
2.19
budo, en la forma que se ilustra en el dibujo. El iodo se sublimará en las paredes
frías del embudo.
52
friar el tubo colector y calentar la tinta
en el mechero de Bunsen con 1larr.i m u y
2.19 Sublimación del iodo
B
l
2.20 Separación por destilación
Esta experiencia consiste en separar el
agua de la tinta común. Los alumnos deberán entender que se trata de un proceso
de evaporación del agua, m á s volátil, que
se transformará en vapor, seguido de una
condensación de éste, nuevamente en agua,
en otro recipiente. Para destacar bien la
scparación, es importante el empleo de
baja. Los alumnos podrán observar el 1ímite visible entre las zonas caliente y
fría en su desplazamiento desde el tubo
hervidor o frasco cónico, a lo largo del
tubo colector. Al cabo de algunos minutos, se observarán en este último unas gotas de un líquido incoloro, identificable com o agua por la acción del sulfato de cobre
anhidro. Cuídese de que la tinta no forme
espuma o salpique el interior del tubo.
2.21 Separación del petróleo crudo por
destilación fraccionada
El petróleo crudo puede fácilmente separarse en tres o cuatro fracciones, cada
una de las cuales posee interesantes propiedades combustibles y lubricante. Para
la experiencia se puede obtener un sustituto del petróleo crudo mezclando proporciones adecuadas de aceite usado para
automóviles, petrbleo, parafina, aceite lubricante liviano, diese1 oil y u n poco de
vaselina. Armar el tubo de ensayo de vidrio resistente, el tubo de salida y los
cinco pequeños tubos de ignición en la
forma que se observa en el dibujo.
Utilizar, si es posible, un termómetro de
0°-3600C, en cuyo caso, será más conveniente emplear un tubo de ensayo provisto de un ramal lateral, como el ilustrado
en la figura B, en lugar del común representado en el dibujo A. Poner en el interior del tubo aproximadamente 4 cm3 de
petrbleo crudo, al que deberá agregarse
lana de amianto o virutas para evitar el
-
Condensación del vapor
una solución coloreada, como la tinta. Poner a hervir en un recipiente 5 o 10 c m 3
de tinta, junto con algunas virutas o gránulos. El recipiente puede ser un frasco
cónico o un tubo hervidor. Colocarle un
tap6n provisto de un tubo de salida acodado en su parte media, que comunique
con un tubo de ensayo, en la forma indicada en el dibujo A, o en un tubo en form a de U, como se muestra en el B. En-
53
Química
2.23
Recolección de las fracciones del petróleo crudo
borbolleo del >hervor. Colocar cinco pequeños tubos de ignición para recoger las
fracciones. Calentar el petróleo m u y suavemente. Recoger en el primer tubo alredor de 10 gotas de la destilación; luego,
10 gotas en el segundo tubo, etc. A medida que la destilación progresa el punto
de ebullición del petr6leo restante es m á s
elevado y, por consiguiente, se requiere
más calor del mechero de Bunsen. Disponer las fracciones en orden de temperatura de destilación creciente. Se deberá poder efectuar las siguientes observaciones:
1. El color cambiará, desde incoloro ha+
ta amarillo.
2. Aumentará la viscosidad disminuyendo
la fluidez.
3. Las fracciones de alta temperatura serán m á s difíciles de quemar que las
de baja.
4. Las fracciones de alta temperatura deberán arder con más hollín en sus llamas que las de baja temperatura.
Para quemar las fracciones, proporcionarán recipientes adecuados las tapas de botellas, una vez retirado el corcho de su
interior. Luego de obtenidas las fracciones, al cabo de este experimento; ¿podrían
los alumnos identificar cada una de ellas
con vistas a su empleo, c o m o petróleo,
parafina, diesel oil y aceite lubricante?
¿Qué destino darían al residuo negro que
quedó en el interior del tubo de ensayo?
Si se ha empleado un termómetro con
lectura de O" a 360' C, las diversas fracciones se habrán recogido en niveles térmicos verificables: (a) hasta 80" C; (b)
entre 80" y 120" C; (c) entre 120" y
180" C y (d) entre 180" y 220" C. C o m o
los alumnos saben que las sustancias puras se pueden identificar mediante sus
puntos de ebullición ¿podrían suponer que
todas las fracciones obtenidas son sustancias puras? Proponerles que se inform e n sobre el particular en las refinerías
de petróleo.
2.22 Separación de sal y arena
Preparar una mezcla de sal y arena. Colocar aproximadamente 2 cm3 de la misma
en un tubo de ensayo de 100 X 16 m m .
Agregar alrededor de 5 cm3 de agua agitando hasta que la sal se haya disuelto.
Verter el contenido del tubo en un papel
de filtro sostenido por un embudo suspendido a su vez, mediante un soporte, sobre
una cubeta para evaporación. Lavar el
tubo de ensayo con un poco de agua, agregando ésta al papel de filtro. La arena
quedará e n el papel, de donde podrá recogerse una vez seca. La sal puede extraerse del filtrado calentando el evaporador
hasta eliminar el agua.
2.23 Extracción de aceite de nueces
Colocar dentro de un mortero doce nueces molidas, o trozos de nuez de coco
picados. Agregar 20 cm3 de acetona o 01cohol metilico. Moler las nueces en el sol-
2.23
Química
vente lo más finamente posible, durante
algunos minutos. Luego, verter el líquido
en un tubo de ensayo y filtrarlo recogiéndolo en un recipiente evaporador. Colocar
éste en un lugar al sol durante 5-10minutos o, si no hay sol, sobre un v- con
agua caliente durante 15 minutos. El solvente se evaporará dejando el aceite extraído de las nueces.
2.24 La cromatografía como técnica de
separación
A. Juntar algunas hojas y pasto. Dejarlas
secar. Romperlas o cortarlas en pequeños
trozos y colocarlos en un mortero. Agregar 5 cm3 de acetona o alcohol, molerlos
bien, con el solvente, hasta obtener una
solución de color verde oscuro. (No se
agrega mucho solvente porque la solución
debe ser lo más concentrada posible.) Cortar una tira de papel de filtro lo suficientemente larga como para poder suspenderla en un tubo de ensayo sin que llegue a tocar el fondo del mismo. EFpleando un gotero fino poner una gota de la
solución concentrada sobre un punto de
la tira situado a 1 c m por encima del fondo, como puede observarse en la figura
A; agitar con suavidad para que se seque
rápidamente. Luego, agregar otra gota en
el mismo lugar; secarla, y agregar más
gotas, dejando siempre secar la anterior
antes de colocar una nueva. La idea consiste en obtener una mancha pequeña y
concentrada de las sustancias coloreadas
procedentes de las hojas y el pasto. Seguidamente poner 1 cm3 de solvente en
un tubo de ensayo. Colgar dentro del mismo la tira de papel absorbente con su extremidad apenas sumergida en el solvente
y con la mancha A, bien por encima del
nivel de éste, c o m o puede apreciarse en
54
el dibujo. Por atracción capilar, el solvente ascenderá por el papel de filtro, Ilevando consigo las sustancias cdoreadas 0 lo
largo de cierta extensión, que dependerá
de la distribución de éstas entre el papel
y el solvente. El cromatograma presentará una banda superior anaranjada, de xantófila y una inferior, verde, de clorofila.
Si se emplea como sdvente benceno o toheno, se observará también una banda
de carotina entre las otras dos.
B. Las tintas de color, particularmente la
negra, contienen por lo general varios colorantes. Estos pueden separarse mediante una cromatografía en papel, empleando
el dispositivo del experimento anterior.
Colocar una gota pequeña de tinta negra
en el punto A; suspender el papel de filtro en una mezcla de acetona y alcohol,
alcalinizada con algunas gotas de hidróxido ,de amonio. Ensayar con otros sdventes. Debe abtenerse una buena separación
de los colores.
2.25 Determinación de la cantidad de gas
en solución en una muestra de agua
Llenar totalmente con agua un balón e
insertarle un tapón provisto de un tubo de
salida, lleno también por completo de agua
(una forma sencilla de lograrlo es colo-
cando el tapón mientras se mantiene sumergido en el agua todo d aparato, en
una pileta). Armar el dispositivo en la
forma ilustrad,a en el dibujo y calentar
el balón con un mechero de Bunsen. Las
burbujas del gas desprendido del agua pasarán al tubo 'de ensayo. Proseguir hasta
que hierva 1?1 contenido del balón. D e un
55
Química
litro de agua se extraerá aproximadamente medio tubo de ensayo de gas, separado
de la soluci&n por el calentamiento.
2.26 Separación de dos Iiquidos no miscibles de diferente densidad
Las mezclas adecuadas, con sus densidades d, en g c m 3 son: (a) agua y benceno
(d=0,88); (b) agua y cloruro de carbono
(IV) (d=1,59) y (c) agua y mercurio
(d=13,6).
Los recipientes adecuados para separar
un líquido del otro pueden ser: una bureta
o un trozo de tubo ancho, provisto de un
tapón y uq tubo de goma con un broche,
en la forma que se ve en el dibujo. U n
solo cristal de iodÓ agregado a (laas mez-
2.28
La arena de las playas frecuentemente
está formada por partículasde cGarzo mezcladas con otras partículas más pesadas,
como la ilmenita o circón. En el bromoformo, cuya densidad es de 2 3 g cm-3,
flotarán las partículas de cuarzo, en tanto que las más pesadas se hundirán. Agregar, en un tubo de ensayo que contenga
3 c m de su altura de bromofonno, un poco
de arena. ¿Se observa alguna separación
entre el cuarzo y los minerales más pesados? ¿Flota el vidrio en el bromoformo?
¿Se pueden encontrar algunas prticulas
pétreas que se hundan en él? La misma
sustancia puede voiver a usarse en m u chos experimentos. No tirarla.
El efecto del calentamiento en las sustancias
Cuando una sustancia se somete a la acción del calor pueden observarse diversos
Cambios. Puede fundirse, hervir, transformarse en una nueva sustancia, modificarse durante el calentamiento pero volver
a su estado original al enfriarse, cambiar
de color, de volumen, aumentar su masa
o no experimentar cambio en la misma.
clas (a) o @)hará más claramente visibles las capas de benceno y cloruro de
carbono (N).
Agitar la mezcla y verterla
en un recipiente separado. Esperar hasta
que aparezca un límiEe definido entre a m bos líquidos; trasvasar la capa más pesada
al interior de un vaso colocado debajo.
2.27 Separación de dos sólidos por diferencia .de densidad
E n la industria, los diamantes (densidad
aproximada 3,3 g cm-3) se separan del feldespato y del cuarzo haciendo flotar a
estos Qltimos en un barro acuoso de óxido
magnético de hierro, de densidad adecuada. El bromoformo no es una sustancia
m u y común en los laboratorios escolares
pero, si se dispone de ella, el siguiente
experimento es m u y interesante.
2.28 Sustancias que incorporan a sí mismas algo tomado del aire
A. Limpiar un trozo de cobre laminado de
aproximadamente 3 c m cuadrados. Calentarlo sosteniéndolo con unas tenazas. Sobre el mismo se formará una sustancia
de color negro ¿proviene ésta de la ilama?, ¿se ha incorporado al cobre algo
proveniente del aire?, ¿procede dicha sustancia negra del interior del cobre? ¿Se
pueden proyectár algunos experimentos
que respondan a estos interrogantes? Si
se emplea una superficie mayor de cobre,
jse podrá verificar si su masa varía al
calentarlo?
B. U n experimento con magnesio. Limpiar
aproximadamente 25 c m de cinta de magnesio, cortarla en trozos de 1 c m de k r go y colocarla en un crisol con tapa. Pesar el crisol con la tapa y el magnesio y
ponerlo sobre un triángulo de tubos cerámicos sostenido por un trípode. Calentar,
suavemente ai principio y luego lo m á s
fuertemente posible. Sostener la tapa cer-
Química
2.28
ca del crisol con unas tenazas. El magnesi0 se oscurece exactamente antes de COmenzar a fundirse. Al primer indicio de
.combustión, colocar la tapa al crisol y
retirar el mechero de Bunsen. Levantar la
tapa aproximadamente cada 4 segundos
para permitir que penetre más aire. Tratar de que no se produzcan escapes de
h u m o blanco de óxido de magnesio. Cuando la combustión del magnesio haya cesado, levantar la tapa y retirarla,con precaución y calentar de nuevo fuertemente
el crisol, teniendo la tapa preparada por
si el magnesio comenzara a arder nuevamente. Dejarlo enfriar, y una vez frío,
pesar el crisol con la tapa y su contenido.
¿Ha aumentado la masa del magnesio?
¿De dónde proviene dicho aumento?
2.29 Recogiendo y pesando los productos
gaseosos de la combusti6n
Los productos sólifdos resultantes de la
combustión son fácilmente pesables pero,
¿cómo hacerlo con los productos gaseosos?
Para determinar si una vela toma alguna sustancia del aire, es menester pesar
los productas gaseosos. La cera de 10 bujía, por ser un hidrocarburo, al quemarse
se transforma en vapor de agua y bióxido
de carbono. Una mezcla granular de calcio y soda cáustica absorberá ambos gases. Disponer el aparato en la forma que
ilustra la figum.
E n primer lugar deberá pesarse el dispositivo completo y luego poner en fun-
56
cionamiento la bomba filtrante que aspirará el aire sobre la vela. Encender ésta
dejándola arder durante 5 minutos. Luego
apagarla y desconectar la bomba de agua.
Una vez frío, pesar todo el aparato nuevamente. ¿Se ha incrementado su masa?
¿Tomaba la bujía oxígeno del aire durante la combustión? ¿Se debe el aumento de la masa al vapor de agua absorbido
del aire e introducido en el aparato? A los
alumnos ,les agradará repetir el experimento de control, sin encender la vela,
haciendo circular aire con la bomba de
filtrado a través del aparato, con igual
velocidad y durante el mismo tiempo. Durante el experimento, la vela habrá perdido masa por sí misma, pero el aumento
de la masa en el tubo en U debido a los
productos gaseosos absorbidos deberá 5er
mayor que la pérdida experimentada por
la bujía.
2.30 Sustancias que pierden masa al ser
calentadas
A. Pesar un tubo de ensayo que contenga
permanganato de pobsio hasta una altura
de 1 c m y colocarle un tapón de algodón
en rama en su boca para impedir la salida
de partículas sólidas durante el calenta-
0
2.50 El permanganato de
potasio emite gas
miento (ver el dibujo). Calentar el tubo
y pesarlo nuevamente. ¿Ha perdido masa?
¿Qué ha ocurrido con ella?
B. Ensayar calentando de la misma manera carbonato de cobre. ¿Ha perdido m a sa? ¿Qué ha sido de ella?
A a la bomba de filtrar
B
mezcla de gránulos sueltos
de cal y soda cáustica
2.31 Algunas sustancias al ser calentadas
no ganan ni pierden masa
Calentar en un tubo'de ensayo & i d o de
cinc, seco, de la misma forma que en el
experimento anterior. ¿Se observa disminución o aumento de su masa?
2.33
Química
57
2.32 Observación del efecto del calor en
los cristales de sulfato de cobre
Moler algunos cristales de sulfato de cobre y colocarlos dentro de un tubo de ensayo seco, hasta una altura de 4 cm. Preparar el dispositivo ilustrado en el dibujo. Calentar suavemente el tubo. ¿Qué observan los alumnos? 6% deposita vapor
en las partes más frías? ¿Cambia el COior de azul a blanco? ¿Se recoge líquido
en el tubo receptor? ¿Se puede identificar
dicho líquido determinando su punto de
ebullición? Cuando todos los cristales de
sulfato de cobre hayan virado al blanco,
y una vez frío el tubo, sosteniéndolo con
la mano, verter el líquido nuevamente sobre los cristales blancos. ¿Ha reaparecido
el color azul? ¿Ha habido reabsorción de
calor? Una forma de registrar lo ocurrido
en esta reacción, es la siguiente:
sulfato de cobre azul + calor e
sulfato de cobre blanco (anhidro) + agua
Se trata de un cambio reversible. Los
aiumnos podrían discurrir y examinar si
los experimentos anteriores sobre calentamiento de sustancias implicaban cambios
reversibles.
Cómo preparar, recoger y ensayar algunos
gases
2.33 Hidrógeno
A. Poner algunas granallas de cinc, o cinc
laminado procedente de la carcasa de una
2.52 Recolección del producto del calentamiento
de cristales de sulfato de cobre
A agua fria en el vaso
pila seca agotada, en un tubo hervidor,
agregar 2 gotas de solución de sulfato de
cobre y armai el dispositivo ilustrado en
la figura. Una variante del embudo en form a de cardo de A, es una jeringa, como
en la figura B. Pueden obtenerse jeringas
en desuso en los hospitales y clínicas. Verter ácido sulfúrico molar (ver en el Capítulo primero) por el embudo sobre el cinc,
hasta llenar el tubo del mismo. C o m o variante: agregar un poco de ácido sulfúrico con ayuda de una jeringa. E n este caso, el gas no podrá escapar a través de
la jeringa, de manera que no es necesario
llenar con ácido el tubo de la misma. Descartar los primeros dos o tres tubos de
ensayos de hidrógeno, porque contendrán
aire desplazado. PRECAUCI~N:
Si se emplea
un recipiente de capacidad mayor que la
de un tubo de ensayo puede producirse
una explosión peligrosa al inflamarse el
gas, particularmente si está mezclado con
aire. Recoger unos cuantos tubos de ensayo de gas y cerrarlos con un tapón. Probar con el tercer tubo de ensayo, sosteniendo una cerilla o astilla encelldida sobre
la boca del mismo, inmediatamente después de retirar el tapón. El hidrógeno puro se inflamará con un suave chasquido
('pop') . El hidrógeno nunca deberá secarse empleando ácido sulfúrico concentrah.
B. El hidrógeno arde en el aire formando
vapor de agua. Cuando se lo enciende en
2.33 Recolección del gas hidrdgeno
2.33
58
Química
un tubo de ensayo seco ¿se observa vapor O rocío en las paredes del mismo?
C. Investigar si el hidrógeno es más liviano que el aire, trasvasando dicho gas
a un tubo de ensayo colocado encima del
primer tubo y debajo del mismo. Con una
cerilla encendida verificar dónde se encuentra el hidrógeno. inflar algunas burbujas de jabón sosteniendo el tubo de salida del aparato en una solución de detergente o jab6n. Las burbujas de hidrógeno
se elevarán en el aire, aportando una nueva prueba de la baja densidad de dicho
gas.
2.34 U n pequeño generador de hidrbgeno
E n la figura A se muestra un aparato sencillo para generar hidrógeno. A, es un tubo hervidor en cuyo fondo se han practicado agujeros (éstos pueden hacerse calentando en la llama de un mechero de
Bunsen el fondo del tubo de ensayo y una
varilla de vidrio hasta el rojo. Fundir la
varilla de vidrio con la parte del tubo en
la que se quiere practicar el agujero,
arrancándola luego con lo que se desprenderá un trozo de vidrio del tubo hervidor.
Romper el mismo y redondear los bordes
en una llama viva. Practicar en el tubo
tres o cuatro agujeros similares). Poner
en el interior del tubo algunas granallas
de cinc y un tapón provisto de un tubo
de salida con broche de presión, en la form a ilustrada. Sumergir el mismo en un
tubo hervidor con
perforaciones
B &ido sulfúrico diluido
c cinc
D broche de presión con
tornillo
A
tarro de dulce que contenga solución molar de ácido sulfúrico a la que se habrán
agregado algunas gotas de solución de sulfato de cobre. Al abrir el broche, el ácido
entrará en A reaccionando con el cinc y,
al cerrarlo, la presión ejercida por el hidrógeno generado forzará al ácido a salir
de A, a través de los agujeros, cesando la
reacción. Para impedir que pasen pequeños trozos de cinc a través de 10s perforaciones se cubrirá el fondo del tubo con
lana de vidrio.
Y
2.35 Oxígeno
A. El oxígeno puede prepararse con seguridad por descomposición de una solución de peróxido de hidrógeno, que se
vende comúnmente en los comercios de
A Obtención de oxígeno
productos químicos o droguerías. Colocar
en el interior de un frasco de unos 100
cm3 de capacidad, alrededor de 20 cm3 de
peróxido de hidrógeno agregando dos esespátulas de bióxido de manganeso y fijando en dicho recipiente ún tubo de salida.
El oxígeno se desprenderá en forma de
burbujas pudiendo recogerse en !la forma
ilustrada en la figura.
B. El oxígeno'es incoloro e inodoro. iC6mo saber si el tubo de ensayo contiene
oxígeno? Preparar un trozo de alambre
de nicrome dándole la forma que se observa en la figura, con una pantalla en
uno de sus extremos. Al otro extremo se
le dará forma de anillo colocándose en el
mismo un poco de lana de acero. Calentarla en la llama del mechero de Bunsen,
hasta el rojo vivo y seguidamente, introducirla rápidamente en uno de los tubos
de ensayo con oxígeno. Luego, colocar en
la argdla un pequeño trozo de carbón de
59
Química
2.37
geno empujará el aire hacia arriba y poleña, encenderlo en la llama del mechero
e introducirlo con rapidez en otro tubo. drá recogerse (ver el dibujo).
de ensayo con oxígeno. Finalmente, pasar A. Llenar con el gas cuatro tubos de enla argolla por azufre en polvo, encenderla
sayo y taparlos. Debajo del agua, retirar
en el Bunsen e introducirla en el oxígeno.
el tapón de uno de ellos. ¿Cuál es el gra¿Que ocurre con estas tres sustancias?
do de solubilidad del cloruro de hidrógeno?
B. Sostener junto a la boca de un tubo
de ensayo que contenga cloruro de hidrógeno un trozo de algodón en rama humedecido en hidróxido de amonio. La nube
blanca de cloruro de amonio facilitará la
identificación del cloruro de hidrógeno.
B Soporte para quemar sustancias
¿Qué se observa cuando se introduce en
un tubo de ensayo que contiene oxígeno
una astilla de madera o un trozo de piolín encendidos?
C. Agitar un tubo de ensayo que contenga dicho gas y agua, para obtener una
solución de cloruro de hidrógeno. Ensayar
la misma con un indicador de ácidos y
bases (ver el experimento 2.44). Hacer
reaccionar con dicha solución un poco de
magnesio. ¿Se puede recoger y ensayar
el hidrógeno procedente de esta reacción?
2.37 Amoniaco
A. Poner en un tubo de ensayo una mezcla de hidróxido de calcio y cloruro de
2.36 Cloruro de hidrógeno
Poner cierta cantidad de sal gema (cloru- amonio, hasta una altura de 4 cm. Llenar
ro de sodio) en un frasco para filtrado de un tubo en U con trozos de aJxido de cal100 cm3 (la sal gema produce menos es- cio mezclado con algodón en rama (para
p u m a que 10 sal fina). Agregar con cui- impedir que el tubo 5e obstruya). Instalar
dado ácido sulfúrico concentrado por el el aparato en la forma que muestra el diembudo cardo’. El gas cloruro de hidró- bujo y calentar suavemente el tubo de
ensayo. El óxido de calcio deseca al gas
amoníaco. Comprobar si el tubo receptáculo está lleno, sosteniendo en su boca
un trozo de papel tornasol rojo. Recoger
varios tubos de ensayo de amoníaco y taparlos. El procedimiento empleado para
recogerlo indica que dicho gas es más liviano que el aire.
Obtención de cloruro de hidrógeno
B, Llenar un frasco con amoníaco. Colocarle un tapón provisto de un tubo en la
forma ilustrada (idealmente el extremo
del tubo debería terminar en forma de
pico rociador). Calentar suavemente el
frasco para que el gas se expanda un poco
y sostenerlo boca abajo introduciendo el
pico en el agua. Al cabo de algunos inctmtes, el agua surgirá del pico hacia el
interior del frasco.
2.38
Químic?
i
h
60
n
A
2.37A Preparación del amoníaco
A trozos de óxido de calcio
2.38 Bióxido de carbono
Para producir el gas bióxido de carbono
pueden emplearse muchas reacciones. Una
buena fuente la proporcionan fragmentos
de mármol u otra piedra formada por carbonatos, tratada con ácido diluido. El gas
no es tan soluble como para recogerse
por desplazamiento de agua (como vimos
antes, en la obtención del hidrógeno). Com o alternativa puede recogerse bióxido
de carbono por desplazamiento de aire en
frascos en la forma ilustrada en el diagrama (i). Para comprobar si el frasco
está lleno aproximar a su boca una astilla encendida o una cerilla. Si en la entrada, la llama se extingue como en (ii),
es porque está lleno. Cubrir la parte su-
2.37B Experimento de la fuente
perior del recipiente con un trozo de carton para impedir la difusión del gas. Verificar la densidad del bióxido de carbono
‘vertiendo’el gas en otro frasco y colocando a éste arriba o abajo, con relación
al primer recipiente. Comprobar dónde se
halla el gas empleando una astilla encendida. Nota: La presencia del bióxido de
carbono puede confirmarse por el hecho
de que el agua de cal se vuelve lechosa
cuando dicho gas pasa a través de ella.
2.39 El arte culinario y el bióxido de
carbono
Los alumnos deberán comprender que la
finalidad del polvo de hornear es producir
pequeñas burbujas de bióxido de carbono.
Estas expanden las pastas, tortas o m a sas haciéndolas ligeras y agradables para
comer. Las células de la levadura producen el mismo efecto en la fabricación del
pan, aunque dicho proceso requiere más
n
(i) Obtención de bióxido de carbono
(ii) Forma de comprobar cuándo el recipiente
está lleno
61
Química
2.4 1
¿Qué es la herrumbre?
con agua destilada. Estos clavos estarán en contacto con el agua y con el
aire y constituirán el experimento de
control.
Tubo 2: En el fondo de un tubo seco poner algunos trozos de cloruro de calcio
anhidro o de silica gel y también do3
clavos. Colocar en su boca un tapón de
algodón. Los clavos estarán en contacto
con el aire, pero no con la humedad.
Tubo 3: Hervir un poco de agua durante
algunos minutos para eliminar el aire
en solución y verterla en un tubo de
ensayo cuando todavía esté caliente. Sumergir en el agua dos clavos. En la superficie del agua caliente colocar un
poco de vaselina o algunas gótas de
aceite de oliva. La vaselina se fundirá
formando una capa hermética al aire,
solidificándose al enfriarse el agua. Los
clavos estarán en contacto con el agua
pero no con el aire.
Tubo 4: Cubrir dos'clavos hasta la mif.id
con agua que contenga en solución un
poco de sal común. Estos estarán en
contacto con agua, aire y sal.
Tubo 5: Envolver parte de un elavo en un
trozo de lámina de cinc y colocarlo
dentro del tubo, casi sumergido en agua
de la canill'a.+
Tubo 6: Envolver parcialmente un clavo
en un trozo de papel de estaño, colocarlo dentro del tubo y agregar agua
de la canilla, en la mismta forma que
en el tubo 5.
Tubo 7: Enrollar en un clavo un trozo de
alambre de cobre y colocarlo en el interior de un tubo procediendo de la
misma manera que con los tubos 5 y 6.
Colocar los 7 tubos en una gradilla y dejarlos durante varios dí,as. ¿Qué conclusiones extraen los alumnos con respecto
a *las causas que originan la herrumbre?
¿Qué metal es más refractario al óxido; el
cinc, el cobre o el estaño?
2.40 iCu&l es la causa de la herrumbre?
Tomar 7 tubos de ensayo y 11 clavos limpios. Preparar los tubos de la siguiente
forma:
Tubo 1: Colocar dentro del tubo dos clavos limpios y cubrirlos hasta la mitad
2.41 ¿Aumenta la masa del hierro durante
la formación.de herrumbre?
Póngase en ,equilibrio un trozo de hierro
sobre el filo de un cuchillo, con ayuda de
una pesa de bronce o de una piedra, en
la forma que ilustra el dibujo. Déjese ex-
tiempo. El polvo de hornear (o bicarbonato de sodio, NaHCO,) reacciona con ácidos como el láctico, de la leche agria, produciendo bióxido de carbono. Los 'polvos
de hornear' comerciales frecuentemente
contienen un ácido sólido que reacciona
con el bicarbonato de sodio únicamente
cuando es humedecido.
A. Poner un poco de polvo de hoknear en
el agua. ¿Es bióxido de carbono el gas
desprendido? ¿Lo es el gas que se desprende cuando se pone en el agua bicarbonato de sodio? En un tubo de ensayo
hágase reaccionar polvo de hornear con
vinagre (ácido acético), o con jugo de
limón. El gas producido ¿es bióxido de
carbono? ¿Qué clase de sustancia es el
jugo de limón?
B. Preparar una solución 'de azúcar y llenar con la misma un recipiente, hasta la
mitad. Agregar una cucharada de levadura, y dejar reposar durante 2 o 3 días.
Construir un dispositivo para observar el
burbujeo, que se conectará en la boca
del frasco tal como se indica en la figura.
¿Se desprende algún gas de la levadura?
¿Se acumula bióxido de carbono en la
parte superior del frasco?
Reacción de la levadura en solución azucarada
2.41
Química
62
c
quinto del volumen de aire, lo que indica
que el oxígeno se ha consumido al herrumbrarse el hierro. El residuo gaseoso
no se inflamará al aproximársele una astilla encendida (ver también los experimentos 2.318 y 4.538).
Extractos coloreados procedentes de flores,
c o m o indicadores de ácidos y bases
puesto al aire hiimedo o en el antepecho
de una ventana durante algunos días y
obsérvese el efecto que produce la herrumbre sobre el brazo m á s largo de la
palanca.
2.42 Determinar qué se combina con el
hierro durante la formación de herrumbre
Humedecer con ,agua el interior de un
tubo de ensayo y echar en 61 la medida
de una espátula de limaduras de hierro,
rotándoio horizontalmente para que las
limaduras se dispersen y adhieran a las
paredes. C o m o variante; insertar hasta el
fondo del tubo un tapón de lana de acero
humedecida. Invertir 'el tubo de ensayo
en un recipiente lleno de agua hasta m á s
o menos un tercio de su altura. Usar ei
pico vertedor del vaso para apoyar el tubo,
c o m o lo india (la figura. Los nivelmes del
agua en el interior y exterior del tubo
deben ser iguales y marcarse sobre el
mismo. Dejar el tubo en dicha posición
durante algunos días. El hi'erro se oxidará,
elevándose el nivel del agua en el interior
del tubo hasta finalmente detenerse. Agregar nuevamente agua en el vaso hasta
igualar ambos niveles, interior y exterior.
Se comprobará que se ha disipado un
2.43 Extracción de sustancias coloreadas
de las plantas
Seleccionar algunas flores de colores brillantes, como la buganvilla purpiirea y
roja u hojas coloreadas. Exprimir o mo!er
una de dichas flores u hojas en un mortero con una mezcla preparada con 2 cm3
de acetona y 2 cm3 de etanol. Por este
medio se extraerá la materia coloreada
que pasará al solvente. Filtrar y recoger
lo filtrado. Repetir la operación con una
o dos flores de diferentes colores. Conservar estas soluciones coloreadas para usarlas como indicadores en el experimento
siguiente.
2.44 Empleo de extractos vegetales como
'indicadores' de la acidez o alcalinidad
de las sustancias
Poner una mancha de ,extractocoloreado
de flores sobre un papel de filtro y dejarla secar. Colocar sobre la misma una
gota de jugo de limbn. ¿Se observa algún
cambio de color? Elegir otros jugos 'agrios'
de frutas, jugos envasados y vinagre y
realizar el mismo experimento. Estas son
sustancias ácidas. ¿Qué cambio de color
se observa con ácido clorhídrico diluido?
Los colores tligeramente diferentes obtenidos parecen indicar que algunas sustancias son m á s ácidas que otras. Poner un
poco del filtrado original sobre otro trozo
de papel de filtro; una vez seco ¿cuáles
son los colores producidos por el bicarbonato de sodio, la soda para lav'ar,el agua
de cal y una solución diluida de hidróxido
de sodio? ¿Son éstas sustancias alcalinas
o ácidas? ¿Producen todas ellas el mismo
color?
H e m o s visto que los extractos vegetales
actúan como indicadores, informando si
una sustancia es ácida o básica, y en qué
medida. Agregar algunas gotas de solu-
63
Química
ción de bicromato de sodio a 1 cm3 del
extracto de flores indicador, en un tubo
de ensayo y luego, el jugo de un limón,
observando el cambio de la coloración.
Ensayar el mismo experimento con agua
dme cal y el indicador, seguido de ácido
clorhídrico. ¿Qué ocurre? ¿Se puede obtener el color original agregando más agua
de cal? ¿Cuántas veces puede camb'ar de
cotor el indicador antes de que ,el tubo
esté lleno? El tornasol -un extracto de
líquenes- es otro indicador de origen
vegetal.
Los químicos preparan un indicador universal en forma de solución, o bien desecado, en papel de filtro. Este no soiamente
indica si una sustancia es ácida o básica,
sino también su grado de acidez. Los alumnos pueden estudiar los efectos del indicador universal1 en todas las soluciones
mencionadas. Para evitar el uso del n o m bre de un color como índice de acidez, se
emplea una escala numérica desde O a 14,
denominada escala del pH, la que no obstante ser originalmen'teuna expresión m a temática cuantitativa, puede usarse simplemente para indicar 'el grado de acidez
o alcalinidad, como un número comprendido entre dichas cifras. La acidez es una
propiedad de las soluciones cuyo p H es
inferior a 7. Aquell'as cuyo p H es mayor
que 7 son alcalinas, o básicas, y las que
tienen p H igual a 7 no son ácidas ni
básicas: son neutras. Investigar el p H del
agua &es neutra? E n el frasco o paquete
del indicador universal se hallará una
tabla en la que se indican los colores y
valores del p H asociados a los mismos.
Las variaciones de coloración de un indicador universal simple pueden ser similares a las siguientes:
Color
número de PH
Rojo
1-3
4-5
6
7
8
Anaranjado
Amarillo
Verde
Azul
Indigo
Violeta
Acido/Base
m u y ácido
débirmente ácido
m u y débilmente ácido
neutro
m u y débilmente b&sicO
9-10
débilmente básico
11-14
m u y básico
Usar dos gotas de indicador universal en
10 cm3 de solución a ensayar.
2147
Crecimiento de los cristales
2.45 Observación del crecimiento de los
cristales
Los cristales de tiosulfato de sodio crecen rápidamente a partir de una solución
acuosa sobresaturada. La fórmula de dichos cristales es Na,S20,
10H,O. Calentándolos, estos cristales se disuelven
en parte de su agua de cristalización. Poner cristales de tiosulfato de sodio en un
tubo de ensayo hasta una altura de 3 o
4 cm. Agregar 1 o 2 gotas de agua. Calentar suavemente hasta que los cristales
se hayan disuelto. Parecerán 'fundirse'.
Luego, dejar enfriar. N o es probable que
los cristnles se formen a menos que se
deje caer en la sdución un pequeño cristal semilla de tiosdfato de sodio. U n a
vez hecho esto, los cristales comenzarán
a crecer extendiéndose rápidamente a toda la solución. La observación de SU crecimiento desde un punto central, es fascinante. Si los alumnos tienen el tubo en
sus manos mientras se produce la cristalización ipodrán agregar algún otro comentario?
2.46 Observación del crecimiento de los
cristales de naftaleno a partir de su
fusión
Poner un poco de naftaleno sobre un portaobjetos de vidrio. Sostenerlo sobre una
llama hasta que los cristales se fundan. Colocar un cubreobjetos sobre el líquido y
dejarlo enfriar. Observar el crecimiento de
los cristales con una lupa. A veces éstos
crecerán simultáneamente desde varios
puntos, lo que originará la fohación de
'límites' en los lugares de encuentro. Los
alumnos pueden intentar dibujar la forma
del límite entre los cristales en formación
y la fusión. Es sorprendente observar los
cristales a través de filtros de polaroid.
2.47 Cristales con diferentes formas
Determinar experimentalmente las concentraciones correctas de Isis siguientes sales
en soluciones acuosqs que formarán cristales cuarldo se las coloque sobre u n portaobjetos de microscopia. Las soluciones
demasiado concentradas producirán un
2.47
Quimica
cúmulo de cristales con excesiva rapidez.
Las soluciones adecuadas se conservarán
tibias en un vaso con agua caliente, en el
curso de la investigación. Seguidamente se
enumeran a título de ejemplo, diferentes
tipos de cristales:
A
D
C
E
F
A
B
c
D
E
F
regular (ciibico)
tetragonal
ortorrómbico
hexagonal
monoclínico
triclínico
Cristales cúbicos: Cloruro de sodio y
cloruro de potasio.
Cristales tetragonales: sulfato de níquel,
nitrato de potasio, sulfato de cinc.
Cristales monoclínicos: clorato de potasio, sulfato de sodio.
Cristales triclfnicos: sulfato de cobre.
Los cristales octaédricos se forman cuando cristaliza el cloruro de sodio en soluciones alcalinas de urea o hidróxido de
amonio. Una mezcla de cloruro de sodio
y alumbre, en solución, origina cristales
con forma de embudo. Observar estos cristales colocando 2 o 3 gotas- de solución
concentrada, tibia, sobre un portaobjetos
de microscopio, mirándolos con un vidrio
de aumento o con el microscopio.
2.48 Estudio de las dos formas distintas
de los cristales de azufre
Las dos formas cristalinas del azufre, rómbica y monoclínica, se pueden formar en
una solución de xilol. Dicha sustancia es
64
inflamable, pero puede calentarse con seguridad en un tubo hervidor de Pyrex SObre llama baja. Hierve aproximadamente a
la temperatura de 140" C, según la proporción de isómeros. Temperatura superior a la de los puntos de fusión y de transición del azufre. C o m o variante puede
emplearse como solvente el tolueno, pero,
dado que es mucho m á s volátil y también
inflam,abie deben adoptarse grandes precauciones para evitar que su vapor arda.
El punto de ebullición del tolueno es dc
111" C, también por encima de la temperatura de transición del azufre monoclínico y rómbico, que es de 95" C.
Disolver el azufre molido en xild caliente, dejando un exceso de azufre en el
fondo. Al enfriarse, la solución puede enturbiarse pero, poco después, se solidificará. El azufre del fondo y largos cristales
con forma de agujas de azufre monoclínico, crecerán hacia arriba a través de la
solución. Dejar que enfríe. Puede presentar aún coloración amarillo pálido, debido
a la solución saturada remanente, de azufre rómbico. Verter sobre un portaobjetos
de microscopio una o dos gotas de la solución clara. Se desarrollarán cristales de
azufre rómbico y su forma, distinta de la
de los cristales monoclínicos podrá observarse con la ayuda de una lupa.
2.49 Crecimiento de grandes cristales
(a) El punto de partida para el crecimiento de grandes cristales es un cristal 'semilla' que deberá tener una longitud entre
0,5 9 0,8 cm. Estos pueden prepararse mediante la evaporación lenta de aproximadamente 30 cm3 de solución saturada en
un cristalizador de vidrio. Secar los cristales seleccionados como semillas y atarlos con un hilo de algodón. Previamente,
deberán lavarse las manos para mantenerlas limpias de impurezas,.que afectarían
fácilmente las dimensiones y forma de los
cristales. Colgar el cristal semilla, de un
alambre doblado como en la figura, a unos
5 c m por sobre el fondo de un frasco y
llenarlo con una solución de la sal, ligeramente por debajo del punto de saturación, antes de colocar el cristal en la posición indicada.
65
2.51
Química
(b) Otra forma de sostener un cristal
semilla, que también proporciona una
montura para el mismo durante el crecimiento, consiste en colocarlo en el extremo de un tubo de vidrio. Tomar un trozo de tubo del largo conveniente y de
A
B
cubierta de genero sujeta con un alambre
cristal semilla
aproximadamente 3 m m de diámetro y calentarlo en la llama hasta que su extremo
se ablande lo suficiente para estrechar su
orificio apretándolo con unas pinzas o
brusdas. U n a vez frío, dejar caer en el
mismo los cristales semillas hasta que uno
de ellos quede aprisionado en el agujero. Se lo asegurará en su lugar dejando
caer otros cristales sobre el mismo. Hecho
esto, colocar el tubo de tal forma que el
cristal semilla en su extremo quede sumergido en la solución. Comenzará entonces a crecer. Si lo hace en forma desproporcionada o en la superficie se desarrollan pocos cristales, colocar la tapa al recipiente durante algún tiempo, lo que producirá la disolución de los cristales pequeños. Si el cristal no estuviera suspendido, será conveniente darlo vuelta frecuentemente para que el crecimiento sea
igual en todas sus caras. Si el crecimiento
del cristal tiene lugar en un cristalizador,
el líquido puede ‘ascender’ por las paredes del mismo, lo que puede impedirse frotando con vaselina la parte superior interna, próxima al borde.
Puede aumentarse la evaporación, colocando el frasco con el cristal en crecimiento sobre una lata, en cuyo interior se habrá instalado una lamparita de 15 vatios.
También acelerará el proceso de cristalización una corriente de aire producida mediante una pantalla, sobre la superficie de
la solución
Los cristales desarrollados en soluciones acuosas pueden conservarse sumergidos en cloruro de carbono (IV), benceno u otro líquido similar. También pueden preservarse recubriéndolos con barniz
transparente.
2.50 Cúmulos de cristales para exhibir
Un capullo de cristales. Embeber trozos
de carbón de leña, ladrillo o porcelana no
vitrificada en una solución saturada de
cloruro de sodio y mantenerlos cubiertos
por el líquido, agregando solución saturada, durante un período de dos semanas.
Transcurrido ese lapso, mezclar con la solución de cloruro de sodio un poco de coIorante azul de Prusia, o tinta, agregando el mismo a los trozos de carbón vegetal. Dejar luego evaporar hasta 5u desecación. Se formarán capullos de cristales.
Agregando distintas sustancias colorantes
podrá producirse variedad de colores.
Corona de cristales. D e un trozo de lata
de conservas, recortar una corona y atarla con un pedacito de alambre*en la form a que ilustra la figura, envolviéndola
luego con tiritas de t@la de algodón. Sumergirla por completo en una solución de
bicromato de potasio y luego dejarla secar. Sobre la tela se formarán cristales semillas. Preparar una solución saturada de
bicromato de potado a 80” C y sumergir
la corona en la misma durante aproxima-
damente un día. Se formarán cristales rojos, que lucirán en hermoso despliegue,
sobre la corona. Si ésta es pequeña sólo
se requerirá una reducida cantidad de bicromato de potasio.
2.51 Cómo partir cristales
Si se dispone de cristales de calcita o de
cloruro de sodio, pueden partirse de la siguiente manera:
Procurarse una hojita de afeitar del tipo
’
2.51
Química
66
tiempo antes de que se perciba el lento
hormigueo de las partículas. Elegir una
pequeña y centrar en ella la atención. Se
observará que aunque al principio parece
estar siempre en un mismo lugar, en realidad se desplaza continuamente en todas
direcciones. La causa de este fenómeno
reside en que desde todas las direcciones
recibe golpes de las moléculas de agua,
mucho más pequeñas e invisibles.
U n modelo que, aunque no m u y exacto
puede ayudar a los alumnos a comprender
lo que están observando, puede hacerse
utilizando una cubeta en la que se hayan
colocado numerosas cuentas pequeñas y
livianas y, en medio de ellas, una bolita
grande. Las cuentas pequeñas representan
a las moléculas de agua y la bolita grande a una partícula de grafito en suspensión, o de pasta dentífrica. Nuestro modelo no es a escala, dado que, en la naturaEl mineral denominado galena (sulfuro leza, la menor partícula visible, aun con
de plomo) se encuentra en cristales cúbi- el auxilio del microscopio, contiene alrecos que se parten fácilmente según tres dedor de 1010 o 1011 átomos. Cuando se
planos de fractura que forman ángulos sacude la cubeta, las cuentas pequeñas
rectos entre sí. Las micas presentan a golpean desde todas las direcciones a la
menudo un hermoso clivaje y pueden di- bolita grande. E n este caso, las fuerzas
vidirse en numerosas hojas flexibles m u y se anulan al cabo de poco tiempo y el
resultado es que la bolita se desplaza con
delgadas.
movimientos m u y pequeños, pero retorna
al mismo lugar.
L a materia en forma de partículas. SU
movimiento, número y dimensiones
B. Llenar un vaso con agua de la canilla
y proyectar en su interior luz solar con
2.52 Movimiento browniano
ayuda de una lente. Se podrán observar
A. El gráfico coloidal (obtenible comer- las particulas de materia sólida en suscialmente bajo el nombre de Aquadag) O
pensión en el lugar donde está situado el
la pasta dentifrica (que contiene partícufoco de los rayos luminosos.
las de óxido de magnesio) pueden e m plearse para observar el movimiento de
partículas m u y pequeñas, pero visibles, en 2.53 U n gas más pesado que el aire que
se difunde hacia arriba
suspensión en los líquidos. Poner una goA.
Llenar
un frasco con bióxido de a r ta pequeña de Aquadag en u n portaobjeto
de microscopia y revolver sobre la mis- bono e invertirlo sobre otro similar, lleno
m a agua destilada hasta que se torne casi de aire. Luego de un momento, separar los
totalmente incolora. C o m o alternativa, frascos, verter un poco de agua de cal
efectuar la misma operación con pasta en el de abajo y sacudirlo. Esta se tornadentífrica (sólo se requiere una ínfima rá lechosa indicando que el bióxido de cdrproporción de ésta en el agua). Colocar bono, por ser el gas más pesado ha caído
un cubreobjeto y poner la preparación en el frasco inferior. Repetir el experisobre la platina del microscopio. Iluminar mento, pero esta vez colocando el bióxido
lateralmente y observar con el objetivo de de carbono en el frasco inferior e invirmayor aumento. Puede transcurrir cierto tiendo sobre éste el que contiene aire, en
representado en el dibujo. U n bisturi de
los empleados en biología será también
m u y adecuado. Apoyar la hoja sobre el
cristal con su cara paralela a los planos
de las caras opuestas A y B. Con un martillo pequeño, dar un golpe neto en la hojita. Tratar de partir el cristal aplicando
la menor fuerza posible. Este se escindirá
por su plano de simetría. Si la hoja no
está correctamente dirigida, el cristal se
desmenuzará en lugar de dividirse en dos
partes.
2.56
Química
67
T
L/
0
2.53 Difusión hacia arriba del gas
pesado, bióxido de carbono
la f o m que ilustra el dibujo. Si ambos
frascos se mantienen en dicha posición
alrededor de 5 minutos, cierta cantidad
de bióxido de carbono pasará por difusión
al frasco superior. La prueba de agua de
cal demostrará la presencia de bióxido de
carbono en el recipiente’ superior. Debido
al mismo fenómeno, pasará también algo
de aire al frasco de abajo.
2.54 Comparación de la velocidad de difusión de los gases amoníaco y cloruro
de hidrógeno
El aparato para la experiencia está representado en el dibujo. El tubo largo de
vidrio debe estar en posición horizontal,
con tapones en ambos extremos. Empleando unas pinzas largas o unas bruselas, introducir un trozó de algodón en rama en
ácido clorhídrico y otro en hidróxido de
amonio, ambos concentrados, escurrir el
exceso de iíquido e introducir simultáneamente, en la medida de lo posible, el trozo de algodón con amoníaco en uno de los
extremos y en el otro el fragmento con
ácido. Cerrar con los tapones ambas extremidades del tubo. Al cabo de un rato
buscar cuidadosamente el anillo blanco que
se formará donde el gas amoníaco y el
cloruro de hidrógeno se encontraron luego de haberse difundido en el aire, uno
en dirección del otro. El amoníaco es el
gas menos denso, por lo que el anillo
_
.
2.64 Una carrera de difusión
A tubo de vidrio de 1 metro de longitud
y 2 c m de diámetro
B algodón en rama impregnado en solución
concentrada de amoníaco
c algodón en rama impregnado en solución
concentrada de ácido clorhídrico
blanco de cloruro de amonio se formará
m á s cerca del extremo del tubo que contiene cloruro de hidrógeno que del correspondiente ,al amoníaco.
2.55 Difusión de líquidos
A. Colocar un cristal de bicromato de potasio o de bicromato de amonio en el
fondo de un vaso con agua. U n a forma de
hacerlo es introduciendo un tubo de vidrio en el interior del VISO, de manera que
toque el fondo y dejando caer el cristal
por el interior del tubo. Tapar el extremo
del mismo con el dedo y revolver suavemente, dejando el cristal e n el interior del
vaso. Al cabo de m u y poco tiempo, el COlor del cristal disuelto se habrá difundido
completamente en el agua.
B. Llenar un frasco m u y pequeño con una
solución fuerte de permanganato de potasi0 y colocarlo destapado dentro de u n
recipiente más grande. Llenar éste con
cuidado, vertiendo el agua por uno de sus
costados, hasta que el nivel de la misma
cubra la boca del frasco pequeño. Dejarlo
así durante algunos días. La solución de
permanganato de potasio 5e difundirá por
completa, uniformemente, en el agua.
2.56 Investigando la materia en forma de
partículas
Poner un cristal de permanganato de potasio en el interior de un tubo de ensayo.
2.56
Química
Agregar 1 cm3 de agua y disolver el cristal por completo, agitando vivamente el
tubo, tapando su boca con el dedo pulgar. Agregar luego agua hasta completar
un volumen total de 10 cm3. Se obtendrá
así una dilución ‘a 10 veces’. Poner estos
10 cm3 de solución color púrpura en un
vaso de 100 cm3 y llenarlo con agua. Se
tendrá ahora una dilución ‘a 100 veces’,
Llenar con la misma un tubo de ensayo
de 10 cm3 y tirar el resto. Diluir nuevamente esta solución en el vaso a 100 cm3.
Se obtendrá ahora una dilución ‘a 1000
veces’, ¿cuántas veces podrá diluirse la
solución en un factor de 10 hasta que
su coloración palidezca tanto que sea apenas visible? El factor de dilución final
demostrará que si la materia está constituida por partículas, las dimensiones de
éstas deben ser m u y pequeñas.
2.57 Determinación del tamaño aproximado de una molécula
Elegiremos una molécula de aceite porque
su densidad es inferior a la de agua, y
flotará en la superficie de la misma sin
disolverse. Si ésta es lo suficientemente
grande, cabe suponer que el aceite, m á s
liviano, se extenderá sobre ella formando
una capa de una molécula de espesor, denominada capa monomolecular y no formará pequeños ‘conglomerados’ de moléculas. Si 5e conoce el volumen del aceite
y la superficie cubierta por el mismo, podrá calcularse el espesor de la capa m o nomolecular,dividiendo el volumen por el
V
I
A
B
capa de aceite
polvo sobre la superficie del agua
área. Para el experimento se requiere una
cubeta que deberá tener no menos de 30
c m cuadrados, para no reducir la película
de aceite. Espolvorear la superficie del
agua con polvo m u y fino, como por ejem-
68
plo, talco. Al verter el aceite en el agua,
éste empujará al polvo hacia los bordes,
y el área cubierta por el aceite será fáciimente visible (ver el dibujo). Para determinar el volumen del aceite, verter cn
la cubeta uno liviano (lo mejor será un
producto liviano de la destilación del p e
tróleo) . Establecer el volumen de cincuenta gotas haciendo pasar el aceite gota a
gota a través de una bureta y contando
éstas. Dejar caer una gota más sobre un
trozo de plástico. Tocar esta gota de aceite con la extremidad de una varilla de
vidrio y luego tocar con ésta la superficie
del agua, previamente preparada. El aceite se extenderá y podrá medirse en form a aproximada el área cubierta por el
mismo. Finalmente es menester estimar la
fracción de aceite retirada por la’punta
de vidrio, lo que puede hacerse aproximadamente, retirando con ésta fracciones
sucesivas de una gota hasta consumirla
totalmente. Hecho esto, podrá calcularse
el volumen del aceite depositado en el
agua y efectuar una estimación del espesor de la capa. Este resultará probablemente del orden de 106mm,que será por
lo tanto, el diámetro aproximado de una
molécula de aceite.
2.58 Estudio de una suspensión de partículas
E n un tubo de ensayo, mezclar, agitando,
agua y tierra procedente de un suelo arcilloso. Dejar que se asiente y observar
en la parte superior la capa de humus, debajo de ésta, la suspensión turbia de arcilla, y en el fondo las partículas pequeñas
de roca y minerales. Filtrar el líquido. Los
alumnos comprobarán que el filtrado está
aún turbio, debido a que las partículas de
arcilla han pasado a través del papel de
filtro. LComprenden los alumnos por qué
razón las partfculas en suspensión no se
asientan, aun después de varios días? Las
dimensiones de las partículas coloidales
oscilan entre aproximadamente 1 mp y
100 mp (1 mp es 1 milimicrón o 10-amm).
Dividir el filtrado en dos porciones, en
sendos tubos de ensayo, separando uno de
ellos como control. Al otro, agregarle algunas gotas de solución de cloruro de ba-
69
Química
rio o de alguna sal de aluminio. Observar
lo que ocurre al cabo de media hora y de
una hora. El mismo efecto tiene lugar
cuando la arcilla en suspensión en el agua
de un río se mezcla con las sales procedentes del agua del mar. E n muchas regiones cálidas, la sal cristaliza en piletas
construidas sobre el lecho arcilloso, cerca
de la desembocadura de los ríos.
Conductividad eléctrica de las sustancias
2.59 Sustancias sólidas conductoras de la
electricidad
Para las experiencias sobre la conductividad, los alumnos deberán emplear un aparato como el que se ilustra en la figura.
La fuente de corriente continua pueden
ser pilas secas conectadas en serie, que
suministren una tensión de 6 voltios. La
A
fuente de corriente continua de 6 voltios
B electrodos
lámpara, que deberá ser de baja potencia indicará el paso de la corriente. Los
electrodos podrán ser de carbón o de acero y se podrían montar, tal vez, en un
soporte de madera, a través de tapones
de corcho o goma, de m o d o que estén separados uno de otro a una distancia fija.
A. Para comprobar la conductividad de
sustancias sólidas se establecerá un buen
contacto entre la superficie de estas y a m bos electrodos (primero deberá limpiarse
la superficie del sólido). Los alumnos podrán confeccionar una lista de todos los
metales que puedan conseguir. Todos ellos
son conductores de la electricidad, como
así también el carbon, idescubrirán que
los s6lidoc no metálicos, como los plásti-
2.60
el naftaleno, la cera, el azúcar, el
cloruro de sodio y el azufre no son conductores de la electricidad?
COS,
B. El vidrio puede ser conductor. Calentar bien una varilla de vidrio hasta que?
comience a ablandarse y probar con el
aparato en la parte caliente y blanda. El
vidrio en estado de fusión es un buen
conductor de la electricidad (ver también
el experimento 2.155).
2.60 ¿Qué líquidos conducen la electricidad?
A. E n primer término ensayar con líquidos obtenidos de sustancias en fusión.
Fundir las siguientes, calentando suavemente y con las debidas precauciones,
pues de lo contrario podrían inflamarse y
arder: #azufre,cera, naftaleno, material de
polietileno, estaño, plomo y, si 5e puede
obtener, una sal de bajo punto de fusión,
como por ejemplo, el bromuro de plomo
(se funde a 488" C) o el ioduro de potasi0 (punto de fusión, 682' C). Comprobar
la conductividad de la fusión introduciendo en ella los electrodos y esperando un
momento hasta que éstos hayan alcanzado la misma temperatura. Esta precaución
asegura que los electrodos estén en contacto con la porción liquida de la sustancia y no con partes solidificadas. Raspar
y limpiar los electrodos entre una y otra
prueba.
B. Ensayar con etanol (o alcohol metiliCO), acetona, cloruro de carbono (IV), vinagre y soluciones de azúcar, de sulfato
de cobre (II), de cloruro de sodio y con
otras sustancias disueltas en agua. Limpiar y secar los electrodos después de cada prueba.
C. Comprobar la conductividad del agua
destilada pura, poniendo los electrodos en
el interior del vaso que la contenga. Los
alumnos verificarán que la lamparita n o
se enciende, porque el agua pura no es
conductora de la electricidad. Gradualmente, disolver en la misma algunos cristales
de sal común: ¿Qué ocurre con la lamparita a medida que la sal se disuelve?
¿Podrán ahora los alumnos clasificar
las sustancias según los siguientes grupos:
2.60
Química
(a) las que son conductoras en estado sólido y las que no lo son; (b) las que conducen la electricidad en estado líquido y
las que no la conducen; (c) las que son
conductoras cuando están disueltas en
agua y las que en dicho estado no lo
son?
Materiales de construcción
2.61 Preparación de aleaciones de plomo
y estaño
El plomo y el estaño deberán ser normalmente puros. El estaño se funde a 232°C
y el plomo a 327" C. Pesar trozos de plom o y estaño para preparar cuatro aleaciones: al 20 %, 40 %, 60 "/o y 80 5h de
estaño. Las cifras indican el porcentaje de
estaño en el peso de la aleación. Para cada una, colocar las cantidades correctas
de plomo y estaño en un crisol o en un
tubo de ensayo de Pyrex. Cubrir las metales con un poco de carbón vegetal m o lido, para impedir su oxidación y calentarlos hasta que se hayan fundido. Revolver la mezcla con una astilla de m a dera para activar la disolución de los metales. El metal fundido se verterá seguidamente dentro de un molde.
Se puede construir un molde apropiado
pasando una mecha por la rosca de una
tuerca, de manera que quede un orificio
liso de aproximadamente 0,6 c m de diámetro, y cortando luego la tuerca en dos
mitades con una sierra para metales (ver
el dibujo). Atar ambas mitades unidas,
con un alambre para fundición y colocarlas sobre un trozo de amianto. Verter con
mucho cuidado el metal fundido en el molde hasta llenarlo. Mientras se vierte apartar con una astilla al carbón. U n a vez que
se haya enfriado, retirar ambas mitades
de la tuerca dejando libre la aleación.
70
2.62 C ó m o determinar si las aleaciones de
plomo y estaño son más duras que
los metales puros
Fundir las cuatro aleaciones y los dos metales puros descriptos en el experimento
precedente y rotularlos con el porcentaje
de su composición.
Procurarse un punzón de metal con buena punta y un tubo metálico o plástico
en el cual entre el punzón holgadamente.
El tubo debe tener un largo aproximado
de 1 m . Su finalidad es guiar al punzón
mientras éste c'ae libremente sobre la superficie de la aleación (ver la figura). La
punta aguda del punzón hará un pequeño
agujero en la superficie de la aleación.
Cuanto m á s blanda sea ésta, mayor será
aquél. Midiendo el diámetro del orificio
dejado por el punzón puede establecerse
una comparación de la dureza relativa de
cada aleación. La aleación de estaño al
60 c/c será la m á s dura, y se comprobará
que los metales puros son menos duros
que estas aleaciones. El diámetro del orificio puede medirse satisfactoriamente con
un calibre con vernier y empleando una
lupa.
2.63 ¿En qué medida la aleación afecta el
punto de fusión de los metales?
(a) Fundir las cuatro aleaciones y los dos
metales puros descriptos en el experimento 2.61 y verter algunos glóbulos de cadr
71
Química
metal sobre una tela de amianto. Roturar
cada grupo de glóbulos con la composición metálica correspondiente.
(b) Seguidamente preparar un trozo de
hierro cuadrado de aproximadamente 12
c m de lado y 0,2 o 0,4c m de espesor. Marcar el centro y trazar un hexágono como
se muestra en la figura. E n cada vértice
de éste perforar una pequeña concavidad.
Todas deben ser de iguales dimensiones y
hallarse a igual distancia del centro. Perforar agujeros pequeños en los cuatro
vértices del cuadrado; pasar a través de
éstos un alambre y suspender horizontalmente de un soporte la placa metálica. Con
tiza marcar las seis depresiones de acuerdo con la siguiente distribución: 1, plomo
puro; 2, 20 % de estaño; 3, 40 % de estaño; 4, 60 % de estaño; 5, 80 $4 de estaño
y, 6, estaño puro.
(c) Elegir bolitas procedentes de los
glóbulos obtenidos en (a) que coincidan
con la composición de 1 a 6 arriba indicada, y poner cada bolita en la concavidad que corresponda (observar la figura).
La placa metálica deberá calentarse exactamente en su centro, de manera que Ile-
gue a cada bolita la misma cantidad de
calor. Pinchando cada una de ellas con
una astilla de madera podrá apreciarse fácilmente si se han fundido, y cuando 10
estén todas, se quitará metal fundido de
las más grandes, con la ayuda de una astilla de madera para que todas tengan
iguales dimensiones. Cuando las bolitas
se hayan fundido, retirar la llama del m e chero de Bunsen y dejarlas enfriar. La
primera en cristalizar será la de plomo
puro cuyo punto de fusión es el más elevado. Conseguir un reloj con segundero.
Poner en marcha éste (o bien anotar Ia
hora) cuando se solidifique el plomo y
repetir la operación al solidificarse cada
2.64
una de las aleaciones de estaño puro. Los
resultados pueden tabularse de la siguiente forma:
Metal o aieación
liernpo en segundos transcurrido entre la solidificación Y
la de la aleación
Solidificación del plomo
puro
Cero segundos
Solidificación 20 % de
.. . segundos después
estaño
del plomo
Solidificación 40 % de
... segundos después
estaño
del plomo
etc.
etc.
O
Eo
2:
rns
«)%
60%
8oz
Cornposici6n de la aleaci6n
,sI
,mLD
W
6n3
P
(d) Confeccionar un gráfico con los
resultados (ver la figura). Admitiendo que
la aleación que demora m á s tiempo en solidificarse después del plomo, es la que
tiene punto de fusión m á s bajo, de los dos
últimos experimentos se extrae la conclusión de que la aleación de m á s bajo punto de fusión y también la m á s dura es la
que contiene alrededor del 60 % de estaño.
2.64 Efectos del calentamiento en agujas
de acero
Conseguir algunas agujas de coser de 4 a
5 c m de largo. Están fabricadas con aleaciones de hierro y carbono, pero la proporción de este último es m u y pequeña.
Si se trata de doblar alguna, se comprobará que es dura y elástica.
A. Recocido. Calentar la aguja al rojo brillante. Sostenerla verticalmente en la llam a y luego levantarla, retirándola fuera
de la misma m u y lentamente, empleando
en dicha operación alrededor de un minuto. U n a vez frío, tratar de doblarla. Será
blanda y fácilmente doblable alrededor de
un lápiz.
2.64
Química
B. Templado. Calentar la aguja al rojo
brillante y cuando win está caliente sumergirla por completo en agua fría. Tratar ahora de doblarla: será quebradiza y
se romperá fácilmente en pequeños trozos.
C. Revenido. Ni la a,guja blanda ni la quebradiza son útiles. Por lo tanto, deberá
restituírsele SU dureza y elasticidad. Calentar y templar una aguja, como antes,
hasta transformarla en un ejemplar duro
y quebradizo. Limpiarla cuidadosamente y
pulir su superficie con tela esmeril. La
aguja deberá calentarse ahora m u y suavemente hasta que aparezca en su superficie una capa de óxido azul oscuro. Este
color indicará la temperatura de temple
de la aguja. U n a vez fría, tratar de doblarla. ¿Tiene la dureza y elasticidad originales? Las propiedades de este acero al
carbón dependen de la disposición de los
átomos de carbono con respecto a los de
hierro, El recocido, templado y revenido,
tienen por efecto alterar esta distribución
de una manera específica. Para esta experiencia, pueden emplearse en vez de
agujas, ciertos tipos de hojas de afeitar.
2.65 Comparación de la resistencia del
barro, arcilla y ladrillos de arena
Localizar un lugar de suelo arcilloso o de
barro. Si éste se encuentra seco deberá
mezclarse con agua. Para hacerlo, colocar
dentro de un recipiente adecuado o en un
tazón plástico, 350 cm3 de agua. El m e jor metodo consiste en moler la arcilla
seca hasta pulverizarla, y luego trabajarla con agua hasta obtener una pasta espesa y fluida. Amasarla entre los dedos
hasta que desaparezcan los grumos. 'Habrá alcanzado el grado correcto de consistencia cuando forme una pasta espesa
y flexible con tendencia a adherirse a sí
misma más que a los dedos. Extender entonces la arcilla o barro m u y uniformemente sobre una superficie plana, formando una plancha de 1,5 c m de espesor, y
luego, con un cuchillo limpio y mojado,
cortar 3 o 4 ladrillos del mismo tamaño.
Conseguir también un ladrillo, adquiriéndolo a un contratista de obras. El estudio
de estos ladrillos comprende: (a) verificar
si se producen rajaduras; (b) si se des-
72
prende material de 14a superficie cuando
se la frota con el dedo seco; (c) si se desprende al frotar con el dedo húmedo; (d)
comprobar la resistencia de los pequeños
ladrillos de 5 X 10 X 1,5 cm, apoyando sus
extremos sobre los bordes de dos mesas
y aplicando una carga en su centro, lo
que puede lograrse con la ayuda de pe-
sas o, en el caso de los ladrillos m á s fuertes, suspendiendo de los mismos un balde
en el que se irá echando arena hasta que
el ladrillo se rompa. Tanto las pesas como
el balde deberán suspenderse cerca del
suelo, en la forma que ilustra la figura,
de manera que la distancia a recorrer en
la caída sea corta.
2.66 Fabricación de ladrillos empleando
cemento
Confeccionar 5 cajas con papel rígido o
cartulina, de 1,5 c m de profundidad, 5 c m
de ancho y 10 c m de largo. Asegurar los
bordes con cinta engomada o broches (ver
el dibujo). E n estas cajas se puede moldear un ladrillo de cemento, del mismo tamaño que los de arcilla. La superficie in-
terna de las cajas deberá unt-r.
a se con un
poco de aceite o grasa. Conseguir de un
constructor un poco de cemento portland,
fresco.
A. Construcción de un ladrillo con cemento y agua. Mezclar el cemento con agua
73
Química
hasta obtener una pasta espesa y llenar
con ella la caja, alisando la superficie superior al nivel del papel. El ladrillo deberá
‘fraguar’ en pocos minutos, pero tardará
varios días en ‘endurecerse’.El ‘fraguado’
es el cambio desde el estado de fluidez
hasta el de material rígido, cuya superficie,
sin embargo, puede marcarse con un clavo.
Por ‘endurecer’, se entiende adquirir 13
dureza de una piedra.
B. Ladrillo de cemento, arena y agua. Mezclar 1 parte de cemento en polvo con 3
partes de arena limpia. Amasar con agua
hasta formar una pasta espesa y verterla
en la caja de papel. Emparejar la superficie y dejar que fragüe y endurezca.
C. Ladrillo de cemento, arena, pedregullo
y agua. Hacer un ladrillo como antes usando 1 parte de polvo de cemento, 1 de
arena, 3 de pedregullo limpio y agua. Moldear el ladrillo y dejar fraguar y endurecer. Esto es un ladrillo de hormigón.
D. Ladrillo de cemento, cal, arena y agua.
Los constructores adquieren cal viva y la
mezclan con agua en la obra, en el m o mento de su empleo, para obtener hidróxido de calcio. Mezclar 1 parte de cemento,
5 de cal apagada, del tipo usado por los
constructores (hidróxido de calcio), y 2 de
arena y preparar una pasta agregándole
agua. Moldear un ladrillo y dejarlo endurecer.
Proponer a los alumnos que identifiquen los diversos tipos de ladrillos e m pleados en su vecindad. Podrán confeccionar una tabla con las características y
uso de los mismos. E n una población las
paredes de las casas pueden estar hechas
con barro o arcilla mediante la mezcla de
una cantidad adecuada de tierra con agua.
Este material puede haberse aplicado en
forma de revoque sobre una pared formada por varillas entrelazadas o bien haberse empleado en la confección de ladrillos de barro para la construccidn de las
paredes. Las de este tipo sufren daños
durante las fuertes lluvias. A veces, las
paredes están recubiertas interior y exteriormente por un revoque preparado con
cemento y arena. La estructura principal
de un edificio moderno en una ciudad se
construye generalmente de cemento ar-
2.68
mado, recubierto por un revoque de cemento y arena, de superficie m u y áspera.
La superficie suave del revoque interior
de los edificios se obtiene empleando un
revoque preparado con cal.
2.67 U n experimento con yeso de París
Este es sulfato de calcio hidratado. Cuando se lo mezcla con agua formando una
pasta, ésta fragua rápidamente y se expande. Se emplea como material exoelente para moldeado. Poner en un vaso 4 cm3
de agua y agregar lentamente yeso de
París en polvo, con una espátula. Proseguir agregando hasta que el mismo aflore
exactamente sobre la superficie del agua.
El yeso absorbe el líquido, por lo que al
terminar la operación sólo habrá una capa
de agua m u y fina por encima del mismo
(de aproximadamente 1 mm). Revolver
bien la mezcla y cuando comience a espesarse, verterla en un molde de papel y e m parejar la superficie de la misma manera
como se procedió con los ladrillos del experimento anterior. Dejar fraguar durante un día. Estudiar la superficie y resistencia de estos ladrillos en forma similar
a la efectuada con los de barro y arcilla.
El yeso de París no se emplea frecuentemente como material de construcción, pero
el sulfato de calcio, como yeso (CaSO,
2H,O), se emplea en la preparación del
cemento portland.
Electrdlisis de fusiones y soluciones acuosas
2.68 Electrólisis de una fusión
Son m u y pocas las sales adecuadas para
esta experiencia, con bajo punto de fusión.
Lo posee el bromuro de plomo y si puede
obtenerse, podrá realizarse un interesante
experimento de electrólisis. En cuanto al
bromuro de potasio, su punto de fusión
(682” C) puede ser demasiado elevado
para fundirse fácilmente. El aparato a
emplearse está representado en la figura.
El bromuro de plomo se fundirá en un
vaso pequeño, de vidrio resistente de 50
o 100 cm3 o en un crisol. U n listón de
madera con dos agujeros separados entre sí 2 cm, servirá de soporte a los electrodos de carbón. Conectar mediante broches cocodrilo ambas varillas completando
el circuito con una lamparita de linter-
2.68
74
Química
na para indicar el paso de la corriente, y
una batería, también para linterna, de 6 o
12 voltios, o varias pilas conectadas en
serie. Los electrodos pueden rotularse, indicando el positivo y el negativo,
cilindro abierto, de vidrio, de aproximadamente 8 c m de altura y 2,5 c m de diámetro. U n frasco pequeño, al que se le haya
cortado el fondo puede servir igualmente.
El cilindro estará provisto de un tarugo
de g o m a con dos agujeros portadores de
sendos electrodos de carbón con cables
de conexión a la batería o Iumte de pomina de lápiz
tarugo de g o m a
c conducto de malla
para blindaje
D junta soldaea
E alambre de cobre
F fuente de poder de 6 voltios c. c.
G dos tubos de ensayo de
75 x 10 m m sujetos con
de m a A
B
U
vaso o crisol de
100 cm3
B soporte de madera
para los electrodos
c fuente de poder de
6 voltios c. c.
A
Los únicos iones presentes en esta fusión son los del bromuro y el plomo. Se
percibirá fácilmente al bromo dirigirse
hacia el electrodo positivo, que es el ánodo. El hecho de que el bromo aparezca
solamente en el electrodo positivo ayuda
a comprender la existencia de un ión bromuro negativo. El plomo posee un punto
de fusión más bajo y mayor densidad que
el bromuro de plomo, y por lo tanto aparece en estado de fusión en el fondo del
vaso. Al cabo de 10 o 15 minutos de electrólisis podrá observarse que en el electrodo negativo (el cátodo) se acumula un
pequeño glbbulo de plomo. Decantar con
cuidado en otro crisol, el bromuro de plomo fundido. La corriente eléctrica habrá
descompuesto al bromuro de plomo, cristalino, en gas bromo y plomo metálico.
der de 4 a 6 voltios, C.C. Si se emplea corcho, previamente deberá hacérselo estanco, cubriendo toda la superficie del fondo,
en torno de los electrodos y en el borde
de vidrio, con cera de Faraday u otra cera
suave similar. Los electrodos pueden ser
barras de carbón procedentes de pilas secas o minas de lápiz. También han resultado adecuados como electrodos los soportes de aleación del filamento en espiral de las lámparas eléctricas.
Los electrodos deberán prolongarse alrededor de 2 c m hacia el interior del c i h
2.69 Electrólisis de la solución acuosa de dro y también 2 c m por debajo del mismo
una sal
para efectuar las conexiones a la batería.
Los alumnos deberán comprender que en C o m o las minas de lápiz son frágiles, si
las soluciones acuosas existen generalmen- se las emplea, será mejor fijar los electe cuatro iones: dos procedentes del agua trodos de la siguiente manera: Soldar un
y dos de la sal disuelta. Los productos se- trozo de alambre de cobre, grueso, B 4 c m
rán gaseosos o bien metales, que se de- de conducto de alambre de cobre trenzado para blindaje. Practicar dos agujeros
positarán sobre el electrodo negativo.
El aparato ilustrado en la figura se ar- en el tarugo de g o m a con una mecha de
m a fácilmente. Está compuesto por un 1 m m (1/32 de pulgada). Insertar desde
75
Química
arriba el alambre de cobre en el agujero
y empujarlo a través del tarugo hasta que
el cable trenzado penetre un poco en el
agujero. E n el núcleo de este alambre para
blindaje se podrá insertar con seguridad
la mina de lápiz. Luego, empujar el alambre de blindaje con la mina, dentro del tarugo hasta que el electrodo quede sujeto
firmemente por éste. Cortar entonces el
alambre de cobre sobrante. Realizar la
misma operación con el otro electrodo.
Preferentemente, los alumnos prepararán las soluciones, para destacar el hecho
de que, en las mismas están presentes el
agua y una sal. Verter la solución en el
cilindro de vidrio y luego llenar con la
misma los dos tubos de vidrio pequeños e
invertirlos con cuidado sobre los electrodos. Estos estarán conectados con una
fuente de corriente continua, segura, con
una lamparita pequeña en serie. Aumentar
el voltaje hasta que ésta se encienda indicando el paso de corriente. Cuando esto
ocurra, eliminar la lamparita del circuito cerrando el interruptor, como puede
apreciarse en el dibujo, con lo cual el flujo de corriente será mayor. Los tubos recogerán el gas que se produzca y podrán
verificarse las propiedades del mismo. Empleando electrodos de carbón podrán obtenerse los siguientes resultados:
A. Electrólisis del agua. El agua pura no
es conductora de la electricidad. Por esta
razón, se agregan al agua, en la pila electrolítica, 2 o 3 cm3 de ácido sulfúrico diluido o de solución diluida de sulfato de
sodio. Conectar la pila a la fuente de corriente continua y atender a la aparición
de burbujas gaseosas en ambos electrodos. Si no se observa ninguna, agregar un
poco más de ácido o de solución de sulfato de sodio. Al cabo de 5 o 10 minutos
deberá haberse producido suficiente hidrógeno y oxígeno gaseosos como para
detectarlos. ¿Pueden elos alumnos anticipar en cuál de los electrodos aparecerá
cada uno de dichos gases?
B. Electrólisis de soluciones de sales iónicas. La mayoría de las sales iónicas pueden usarse satisfactoriamente en la electrólisis. Las concentraciones de 1 M O
2.71
menos son adecuadas (ver e1 Capítulo
primero). El ioduro de potasio producirá
iodo en el ánodo y gas hidrogeno en el
cátodo. El sulfato de cinc originará una
masa esponjosa de cinc en el cátodo y
gas oxígeno en el ánodo. El acetato de
plomo depositará plomo sobre el cátodo y
producirá gas oxígeno en el ánodo. (Si la
solución de acetato de plomo está turbia,
deberán agregarse algunas gotas de ácido
acético.) El cloruro de sodio dará gas hidrógeno en el cátodo y gas cloro en el
ánodo. El sulfato de cobre, depositará cobre en el cátodo produciendo oxígeno en
el áriodo.
Reacciones químicas
2.70 U n a reacción entre dos elementos
E n los experimentos precedentes existen
ejemplos de este tipo de reacción, como
la que se produce entre el oxígeno y el
carbono, entre el oxígeno y el azufre o
ontre el oxígeno y el cobre. El presente experimento es una reacción entre el hierro
y el azufre. Mezclar la medida de una
espátula de azufre, con una cantidad similar de limaduras de hierro. Calentar una
pequeña porción de dicha mezcla en papel de amianto o dentro de una tapita m e tálica, de botella, a la que previamente se
le habrá quitado la junta de corcho. Tener en cuenta que dicha reacción necesita calor al comienzo, pero, una vez iniciada prosigue sin necesidad de calentar
más. Ensayar el producto resultante, que
es sulfuro de hierro (11). ¿En qué medida
difiere de los'elementos originales? El cobre o cinc en polvo reaccionarán con el
azufre, aplicando el mismo procedimiento descripto para el hierro. Precaución:
Emplear pequeñas cantidades porque las
reacciones son por lo general enérgicas.
2.71 Reacciones entre iones en soluciones
acuosas
U n a reacción entre iones es fácilmente
observable debido a la precipitación de
una sal insoluble. U n manual de fórmula
suministrará los datos acerca de la solubilidad de las sales. C o m o ejemplos de sa-
2.71
76
Química
les coloreadas insolubles, se pueden mencionar el cromato de plata, ioduro de oro
y carbonato de cobre. Para obtener éstas,
deberá mezclarse en tubos de ensayo soluciones acuosas diluidas de ,lascales que
se indican seguidmamente en las columnas
1 y 2. E n cada una de las reacciones, dos
iones, uno por cada sal, formarán un precipitado insoluble, indicado en la columna 3.
estos metales es probablemente el m á s
adecuado. Los alumnos deberán estar c0pacitados para intercambiar ideas acerca
de la actividad comparativa de los metales que intervienen en este experimento.
2.73 Observaciones sobre la reacción del
sodio con el agua
Verter una fina capa de kerosene, de alrededor de 2 a 3 m m de espesor, sobre
a
1
S
(a) nitrato de plata (ag) + cromato de potasio (ag) 3 cromato de plata (s)
(b) nitrato de plomo (ag) + ioduro de potasio (ag) 3 ioduro de plomo (s)
(c) sulfato de cobre (ag) 4- carbonato de sodio (ag) 3 carbonato de cobre (s)
[(ag)
solución acuosa; (s)
sólido.]
=
-
=
La forma habitual de escribir dichas ecuaciones podría ser la siguiente:
2Ag+(ag)
Pbz+(ag)
Cu?+(ag)
+
+
+
CrO+(ag)
214ag)
CO,Z-(ag)
--f Ag2Cr04(s)
--+
--+
PbIds)
CuCO,(s)
Los alumnos deberán es-r capacitados
para aplicar los datos del manual de fórmulas, sobre la solubilidad, para obtener
precipitados de ioduro de plata, sulfato
de bario,hidróxido de hierro (111) , y otros.
2.72 Desplazamiento del cobre en una
solución acuosa de iones de cobre
Para desplazar el cobre de una solución
de iones de cobre, poner aproximadamente 10 cm3 de solución molar de sulfato de
cobre en un vaso pequeño. Limpiar un poco de cinta de magnesio y cortarla en trozos de 0,5 c m de largo, agregándolos uno
a uno a la solución de sulfato de cobre.
La reacción resultante puede ser enérgica.
A medida que el ión cobre es desplazsdo
por el magnesio, desaparecen gradualmente los depósitos de cobre metálico y
el color azul. ¿Produce calor esta reacción? Cuando la solución se haya tomado
incolora, decantarla del polvo rojo de cobre depositado en el fondo del vaso. Recoger el cobre y ponerlo a secar. ¿Cómo
pueden los alumnos verificar que es cobre y no magnesio? La forma usual de
escribir la ecuación es:
Mg(s) + Cuz+(ag) --+Mgz+ (ag) 4- Cu(s)
Los alumnos repetirán el experimento tratando de desplazar el metal cobre empleando los metales cinc e hierro. El polvo de
la superficie del agua, en el interior de
un tubo de ensayo. Dejar caer un pequeño
trozo de sodio de 3 o 4 m m en el kerosene..El sodio se hundirá en el kerosene y
flotará en el agua. La capa de kerosene
deberá ser lo suficientemente delgada com o para permitir que el sodio sobresalga
de la superficie.
La reacción entre el sodio y el agua es
mucho m á s lenta de lo que hubiera sido
si a aquél se lo hubiera sumergido directamente en ésta. Será interesante observarla a través de una lupa sostenida lateralmente (nunca desde arriba), ver la figura.
sodio
capa de
querosene
c lupa
D agua
A
B
Observaciones:
1. El metal sodio es m á s liviano que el
agua, pero m á s pesado que el kerosene.
2. U n a petpefia superficie de sodio reac-
2.75
Quin iica
77
ciona súbitamente provocando la aparición de una corriente de burbujas.
¿Es la corriente mencionada, en uno
de los lados, la que origina el movimiento?
3. La forma irregular del sodio varía,
transformándose en esférica. ¿Se ha
fundido el sodio debido al calor originado por la reacción? -su punto de
fusión es de 98" C-.
4. Debajo del sodio se producen variaciones en la refracción y reflexión de
,la luz. ¿Se está disolviendo algo en ei
agua?
5. U n h u m o tenue en la zona donde el
sodio sobresale por encima del kerosene parece indicar una ligera reacción
con el aire.
6. ¿A qué gas pertenecen las burbujas?
¿Puede recogerse suficiente cantidad
del mismo como para demostrar que
se trata de hidrógeno?
de cinc y colocar dicha solución entre dos
electrodos de carbón. Conectar éstos a la
fuente de 5 a 20 voltios, corriente continua y el cinc se depositará rápidamente
sobre el cátodo (ver también los experimentos 2.33 y 2.34).
2.75 Preparación de bióxido de azufre
A. U n método simple para preparar con
fines demostrativos bióxido de azufre, consiste en quemar el azufre en el aire, lo
que puede hacerse colocándolo en un recipiente de porcelana, quemándolo y r-ogiendo el gas resultante por medio de un
embudo. Dicho gas se aspira, entonces,
hacia el interior de un frasco que contenga agua (observar la figura).
fl
2.74 Desplazamiento del hidrógeno de ácidos, empleando otros metales
Verter uno de los ácidos indicados en la
tabla que se reproduce a continuación, en
varios tubos de ensayo, hasta una altura
de aproximadamente 5 cm. Poner en cada
uno de ellos un trozo de lámina de distintos metales y observar la evolución del
hidrógeno comparando las diferentes velocidades de formación delas burbujas. Repetir el procedimiento empleando otro
ácido.
Metal
Acido clorhidrico Acido sulfúrico
a 3M
a 3M
Magnesio
Aluminio
Cinc (ver nota)
Hierro
Estaño
Plomo
Cobre
m u y rápido
lento
moderado
m u y lento
ninguno
ninguno
ninguno
rápido
ninguno
lento
m u y lento
ninguno
ninguno
ninguno
Nota.
Si los alumnos desean recuperar el cinc
una vez cesada la reacción, pueden primero obtener cristales de sulfato de cinc
por evaporación de la solución. Disolver
en agua los cristales incoloros de sulfato
2.75A Preparación del bióxido de azufre por
combustión
A hacia el evacuador
B. El gas puede prepararse también en
un generador que permita que los ácidos
sulfúrico o clorhídrico, diluidos, goteen
lentamente sobre el sulfito de sodio. El
ácido está contenido en un embudo cardo
y un robinete controla el paso del mism o sobre el sulfito de sodio, en el interior de un frasco adecuado. El bióxido de
azufre producido puede recogerse en recipientes para gases, tapados con discos de
cartulina con un orificio en su centro para
el paso del tubo comunicante (ver la figura B).
2.76
Química
78
B. El generador utilizado en el experimento 2.75 B, es un accesorio adecuado para
suministrar bióxido de azufre en forma
continua para el blanqueo de flores y
otros vegetales. En ese caso, el gas pro.
cedente del generador se hace pasar a
través de un recipiente que contiene al
vegetal y el exceso del mismo es absorbido por agua (ver la figura siguiente). El
color de la planta blanqueada puede regenerarse fácilmente poniendo a la misma
en una solución de peróxido de hidrógeno.
Este experimento puede realizarse c o m o
introducción a los procesos de reducción
y oxidación.
2.75B Preparación del bióxido de azufre en un
generador
2.77 Reacción del magnesio con el bióxido
de carbono
Llenar un recipiente para gases con bióxido de carbono en la forma descripta en el
experimento 2.38. Sostener con unas pin2.76 Reducción empleando el bidxido de zas un trozo de cinta de magnesio, limpia;
azufre
encender el magnesio en la llama del m e A. Agregar 10 cm3 de solución de perman- chero de Bunsen y sumergirlo en el gas de
ganato potásico de 0,l M y 10 c m 3 de SO- bióxido de carbono. El magnesio continualución de ácido sulfúrico diluido, de 3 M, rá ardiendo. Los alumnos podrán argüir
a 200 cm3 de agua que contenga bióxido que para poder quemarse, el magnesio esde azufre. La solución irá decolorándose tá tomando el oxígeno del bióxido de cargradualmente a medida que el bióxido bono. Si este razonamiento es correcto,
de azufre reaccione con el perm,wganato. deberá hallarse carbono en el recipiente
El experimento puede prolongarse aún más de vidrio. ¿Pueden los alumnos encontrar
si se agrega, revolviendo, una solución de partículas de carbono en éste? Si resulta0,25 M de cloruro de bario, lo que hará ra difícil, el agregado de un poco de ácido
que la solución se torne ‘lechosa’ debido sulfúrico eliminará el óxido de magnesio
a la formación de sulfato de bario.
y todo resto de dicho elemento, no quemado, haciendo más visible el carbono.
Blanqueo de flores
2.78 U n método sencillo para titular ácidos
y bases
Medir con exactitud 20 gotas de un ácido
diluido, como por ejemplo, vinagre, y ponerlas en un tubo de ensayo. Agregar una
gota de indicador (tanto el anaranjado de
metilo como la fenolftaleína, son adecuados). A esta mezcla de ácido e indicador,
agregarle, gota a gota, una base diluida,
contando las gotas. Dentro del error experimental y siempre que se emplee el
mismo cuentagotas, para neutralizar las
20 gotas de ácido se requerirá el mismo
número de gotas. U n a pipeta provista de
una perilla de g o m a proporcionará un go-
79
Qufmica
ter0 satisfactorio. Si se conoce la concentración del ácido será posible estimar la
concentración de la base, comparando el
niímero de gotas de aquél y de ésta, que
reaccionan exactamente.
2.79 Fabricación de jabón con grasas
El jabón puede hacerse partiendo de mu.chos aceites y grasas. La reacción consiste en un doble desplazamiento que comprende a una base fuerte, como el hidróxido de sodio y grasas.
(a) Obtener del carnicero un poco de
grasa animal. Hervirla en agua y el aceite se separará en la superficie. Una vez
fría, la grasa se solidificará y podrá separarse del agua. Fundirla nuevamente y cernirla a través de varias capas de tela.
(b) Pesar primero la grasa y luego,
aproximadamente la tercera parte de su
peso de hidróxido de sodio en gránulos o
escamas y disolverlo en agua. Tener cuidado de no tocar ni el hidróxido de sodio
sólido ni su solución, porque es sumamente cáustico. Calentar la grasa en una
cacerola o artesa de hierro y, una vez
fundida, agregarle despacio la solución de
hidróxido de sodio revolviendo constantemente. Dejar que la grasa con el hidróxido de sodio hiervan aproximadamente durante 30 minutos, revolviendo frecuentemente.
(c) El siguiente paso consiste en pesar
cierta cantidad de sal común (cloruro de
sodio), Se requiere aproximadamente el
doble del peso del hidróxido de sodio e m pleado en (b). Luego de haber hervido
durante 30 minutos, agregar la sal a 12
mezcla, revolviendo, y dejarla enfriar. El
jabón formará una capa en la parte superior. Separarlo del líquido situado debajo,
fundirlo y verterlo en cajas de fósforos,
donde se solidificará nuevamente en pequeñas barras. Los alumnos podrán comparar la eficiencia de este jabón con la
del tipo comercial.
2.82
calor y es posible hacerlo trabajar en nuestro provecho. Durante la reacción los iones
han perdido el calor que hemos ganado.
A la inversa, cuando el agua que contiene
a los iones se enfría, son éstos los que
han ganado dicha energía, en tanto que
el agua ha perdido una cantidad equivalente.
2.80 Reacciones que liberan energía calorífica
A. Poner en un tubo de ensayo 1 c m de
altura del polvo blanco sulfato de cobre
anhidro. Sujetar un termómetro con el
bulbo en el interior del polvo. Agregar
agua, gota a gota. Registrar las variaciones de la lectura termométrica.
B. Echar aproximadamente 10 c m 3 de solución acuosa de sulfato de cobre en un
tubo de ensayo grueso o en un vaso pequeño. Colocar un termómetro con el bulbo en el interior de la solución. Agregar
magnesio en polvo (o cinta), poco a poco,
hasta que desaparezca el color azul. ¿Qué
variaciones experimenta la lectura del termómetro? Precaución: La reacción es enérgica; no efectuarla en una botella tapada.
C. En un tubo de ensayo grueso, agregar
a un poco de agua, ácido sulfúrico concentrado, gota a gota, deslizándolas por
el costado del tubo. Después de echar cada gota, revolver suavemente con un termómetro. ¿Qué. variaciones experimenta la
lectura del mismo?
La energía de las reacciones quimicas
2.81 Reacciones que enfrían la zona circundante
Poner 10 cm3 de agua en un tubo de ensayo (ver el dibujo). Verificar 'la temperatura del agua. A continuación, disolver
en el agua alrededor de 2 g de nitrato de
potasio. La temperatura descenderá aproximadamente 9" C, lo que significa que
las partículas en el proceso de su disolución han absorbido energía en forma de
calor, del agua circundante. Puede obtenerse un resultado similar empleando cloruro de potasio, en lugar de nitrato.
El siguiente grupo de reacciones incluye
iones en solución acuosa. Cuando aumenta la temperatura del agua que contiene
a dichos iones, en reacción, se gana este
2.82 Medición del calor de una reacción
de neutralización
Di.solver en agua, 40 g de hidróxido de
sodio en gránulos, completando la solución
80
Química
2.82
cobre, y hierro o cinc, pueden producirse
reacciones adecuadmas para esta experiencia, no m u y enérgicas ni con excesivo
desprendimiento de calor. Si el metal e m pleado es el cinc, puede escribirse la siguiente ecuación:
Zn(s)
+
CuS+(ag)
-+ Zn?+(ag) + CU(S)
El empleo de una botella de polietileno
para la reacción impide cierta pérdida de
calor. C o m o alternativa puede usarse un
recipiente de vidrio aislado con polietireno
expandido.
Los materiales que se requieren son:
una botella de polietileno de aproximadamente 50-100 cm3, provista de tapón y
termómetro; 0,2M de solución acuosa de
sulfato de cobre; hierro (o cinc) en polvo
hasta 500 cm3. Será esta una solución de y medios para preparar muestras de apro2~ (ver ei Capítulo Primero). Preparar ximadamente 0,5 g; una probeta graduada
también 500 cm3 de solución de 2M de para medir porciones de 25 cm3.
ácido clorhídrico. Dejar enfriar ambas soPoner en la botella 25 cm3 de solución
luciones a la temperatura ambiente. U n a acuosa de sulfato de cobre. Volver a covez frías, tomar nota de su temperatura. locar el tapón, invertir la botella y agitarla
Luego, agregar rápidamente el ácido a la suavemente (ver la figura). Tomar nota
base y revolver con un termómetro. Ano- de la temperatura de la solución. Poner la
tar la temperatura máxima de la reacción. botella hacia arriba, en posición normal,
El aumento debe ser de a!rededor de 13" C. retirar el tapón y agregar 0,5 g de cinc
C o m o al agregar una solución a la otra en polvo. (Esta cantidad está en exceso.
se habrá duplicado el volumen de agua, Es aproximadamente el doble de la requela solución final contendrá un mol de iones OH-(ag) que al reaccionar con 1 mol
de iunes H+(ag) , formará 1 mol de moléculas de agua.
Para el cálculo, debemos suponer que el
calor <específico,moderadamente débil, de
esta solución, es igual al del agua, es
decir, de 1 cal por grado Celsius. Por
consiguiente, el calor de neutralización o
Comprobando el aumento de la temperael de formación de 1 mol de moléculas de
tura de reacción de la solución
agua 0 partir de llos iones es de 13.000
calorías o 13 kcal g-ecuaciónA. C o m o lqs rida para la solución de sulfato de cobre,
partículas en reacción pierden energía ce- de manera que después de la reacción,
diéndola a la solución, la variación de debe sobrar un0 parte.) Colocar el tapón,
dicha energía puede escribirse de la si- invertir el frasco y agitarlo suavemente,
guiente forma:
anotando la temperatura máxima que inAH
13 kcal g-ecuación-1 (AHsig- dique el termómetro. La elevación de la
nifica 'diferencia de calor').
temperatura deberá ser la misma si se
emplean 25 cm3 o 50 cm3 o 1.000 cm3 de
2.83 Determinación de la energía calorí- solución de 0,2M de sulfato de cobre.
fica liberada por una reacción con Para una solución de lM, el aumento de
la temperatura deberá multiplicarse por 5.
desplazamiento de cobre
Entre una solución de 0,2M de sulfato de Por consiguiente, el calor de la reacción
l.83
=-
Química
81
2.85
para 1 g-fórmu!a de cristales de sulfato
de cobre, será: 5 X incremento de la
temperatura x 1.000 calorías. C o m o las
partículas que reaccionan pierden energía
cediendda a la solución, la variaci6n de
la energía puede escribirse:
= -5 X incremento de la temperatura,
kcal g-ecuación-1
Repetir el experimento usando 0,5 g de
hierro en*polvo o en limaduras. Esta cantidad se halla, nuevamente, en exceso para
que el sulfato de cobre se consuma totalmente. Los incrementos de la temperatura
obtenidos p a m un$asolución de 0,2M son
por lo general1 del orden de 9" a 10" C para
el cinc y de 6' a 7" C para el hierro.
Energía eléctrica de las reacciones químicas
E n el experimento que sigue, el metal cinc
se transformará en iones de cinc y los
iones de cobre, en ,cobre metálico:
Zn(s)
+
Cul+(ag)
--+Znl+(ag) + Cu(s)
Se trata de una transferencia de electrones
del metal cinc al ión cobre. Para obtener
energía se debe hacer pasar a los electrones del cinc al cobre a través de un conductor externo. El potencial o voltaje, reflejará la mayor actividad del cinc con
respecto al cobre. El flujo de corriente
dependerá de la duración y velocidad de
la reacción.
2.84 Energía eléctrica producida por el
desplazamiento del cobre por el cinc
Poner en un vaso un poco de solución
acuosa, concentrada, de sulfato de cobre.
Conectar la lámina de cobre al terminal
positivo de u n voltímetro con lectura de
hasta 5 voltios, y al otro terminal, una
varilla (u hoja) de cinc. Sumergir ambos
metales brevemente en la solución de sulfato de.cobre y tomar no:a de las variaciones del voltímetro.
Se plantearán las siguientes preguntas:
¿Cuál es la lectura máxima? ¿Qué le ocurre
ei la varilla de cobre y qué a la de cinc?
¿Por qué el voltaje desciende hasta cero
al cabo de poco tiempo?
cinc
cobre
c flujo de electrones
v voltímetro
A
B
2.85 Construcción de una pila de Daniell
En el experimento precedente, el cobre
al depositarse sobre d cinc interrumpe la
reacción. Para impedir que esto ocurra, en
la pila de Daniell se emplea un recipiente
poroso.
A. Poner dentro de un recipiente poroso
solución acuosa de 0,5M de su'fato de
cinc. Dentro del vaso que contiene a dicho
recipiente colocar una solución acuosa,
concentrada de sulfato de cobre, llenándolo
hasta el mismo nivel de la solución de
sulfato de cinc. Dar forma cilíndrica a
una lámina de cobre y colocarla dentro
del vaso que rodea al recipiente poroso
(ver (la figura). Conectar el cobre al terminal positivo de un voltímetro con lectura de 1 a 5 voltios, y al terminal negativo la varilla de cinc e introducirla en la
solución de sulfato de cinc. ~Cufii es la
lectura del voltímetro?
B. Reemplazar el voltímetro por una lamparita de 1,5 v. ¿Se enciende? Intercalar
en ei circuito un amperímetro para medir
la intensidad de !a corriente. ¿Puede hacerse variar la corriente acercando al cobre al cinc o modificando la superficie de
la lámina de cobre?
C. Si no se puede conseguir un recipiente
poroso es igualmente efectivo un puente
salino entre ambas soluciones. Este puede
prepararse llenando un tubo de vidrio en
forma de U con aproximadamente 1 M de
solución acuosa de nitrato de potasio espesada con agar. Disponer la pila en la
forma que muestm el dibujo y estudiar el
2.85
Química
82
C Empleo de iin puente salino
cobre en solución de sulfato de cobre
cinc en solución de sulfato de cinc
puente salino
V voltímetro
Empleo de u n recipiente
poroso
A varilla de cinc
B lamina de cobre
c recipiente poroso
v voltímetro
voltaje, el efecto sobre la 1amparJla y la
corriente.
2.86 Investigación del orden del potencial
del electrodo, entre los metales
En la práctica, los valores prec:soc del
potencial del electrodo se deducen de
comparaciones efectuadas con la pila de
hidrógeno bajo condiciones establecidas.
Pueden obtenerse valores comparativos
m u y buenos empleando como patrones cobre y solución de su!fato de cobre.
Sobre la superficie de una lámina de cobre, m u y limpia, se deposita un papel de
filtro,empapado pero sin llegar a chorrear,
en solución de sulfato de cobre, en la form a que muestra el dibujo. Se abrocha o
suelda al cobre un trozo corto de alambre, que se conectará al terminal positivo
del voltímetro (de 1 a 5 voltios). Se abrochan fuertemente a la muestra de metal
unas pinzas cocodrilo, conectadas mediante un alambre corto al terminal negativo
del voltímetro. Limpiar la superficie de la
muestra metálica y apretarla firmemente
contra el papel ,absorbente.Anotar el voltaje correspondiente a este metal. Antes
de ensayar con otro metal, limpiar nuevamente el cobre con tela de esmeril fino
y reemplazar el papel absorbente con uno
nuevo.
Si la lectura del voltímetro no es estable, verificar que: la superficie del cobre
esté limpia; que lo esté la superficie del
i:?e:al; que e! papel absorbente contenga
suficiente solución de sulfato de cobre;
que exista buen contacto e!éctrico entre
la muestra del metal y el broche cocodrilo y que el metal esté firmemente apoyado
sobre el papel absorbente.
Si el voltaje inicial es elevado y luego
desciende, anotar el valor más alto. El
voltaje cae a medida que se forma un depósito sobre el metal. Si al comienzo es
bajo y asciende, esperar a que llegue a su
Q
/
muestra del metal
lámina de cobre limpia
c papel de filtro empapado en solución
acuosa de sulfato de cobre
v voltímetro
A
B
valor máximo. Esto ocurre particularmente con el aluminio porque este metal está
generalmente cubierto por una película de
óxido que se elimina mejor por medios
químiccs. Debido a este óxido, el valtaje
es bajo al comienzo y aumenta a medida
que la capa se disuelve gradualmente. Si
se sumerge brevemente al aluminio en
ácido clorhídrico concentrado y se lo
83
Química
presiona contra el papel de filtro, el valor
que se obtendrá para este metal será más
preciso.
Los metales magnesio, estaño, plomo,
hierro, cinc, aluminio y plata pueden ser
ensayados por los alumnos. El calcio,sodio
y litio, pueden serlo, en condiciones seguras, por el maestro.
2.87 Construcción de un acumulador de
plomo
Un recipiente adecuado para este objeto,
es una taza de material plástico, un tarro
pequeño de dulce o un vaso de 250 cm?.
Es conveniente que dicho recipiente tenga
tapa para impedir el secado por evaporación, cuando la batería no se use. Se requieren dos hojas delgadas de plomo lamipapel absorbente
plomo
c terminales
A
B
/
‘C
/
2.88
El acumulador se encuentra ahora listo
para ser cargado con electricidad, lo que
puede lograrse mediante un cargador para
baterías de 6 voltios o con cualquier fuente
de corriente continua de bajo voltaje que
proporcione aproximadamente 10 amperios. Conectar el terminal positivo del cargador con el positivo del acumu!ador. Sólo
con unos pocos minutos de carga, éste
podrá encender una lamparita de 1,5 voltios. Si se tiene la precaución de cargar
siempre al acumulador en la forma descripta, cuanto m á s veces se cargue y descargue, tanto m á s eficiente será. Suministrará corriente suficiente para hacer funcionar un motor eléctrico pequeño, de 1
voltio. Si se le coloca la tapa cuando no se
utiliza, la batería se mantendrá en buenas
condiciones de uso durante varios meses.
2.88 Construcción de una pila seca
A. Armar una pila en la forma que se
indica en la figura, empleando una varilla
de carbón y cinc laminado colocados en
una solución de 1 M de cloruro de amonio.
La reacción es compleja, pero puede considerarse simplemente como un desplazamiento de iones positivos del amonio. Emplear un voltímetro para identificar los
terminales positivo y negativo. investigar
el valtaje generado y el flujo de corriente
a través de un circuito externo. ¿Hay corriente suficiente como para encender una
lamparita de 1,5 v?
nado de 40 c m de largo y aproximadamente 10 c m de ancho. C o m o terminales se
necesitan dos tiras de plomo de alrededor
de 2 c m de ancho y 14 c m de largo. Estas
piezas de plomo requieren una prolija B. Verter un poco de solución de cloruro
limpieza con lana de acero.
de amonio en un cristalizador (u otro reLas hojas largas de plomo se doblarán cipiente playo) hasta una altura de aprofuertemente apretadas sobre las tiras m á s
cortas, para que hagan buen contacto eléctrico. Los extremos sobresalientes servirán como terminales. Preparar un ‘sandwich’ con bandas alternadas de lámina A
B
de plomo y papel absorbente (ver el dibujo). Una vez hecho, enrollarlo bien apretado, atándolo exteriormente con una o
A carb6n
dos bandas elásticas y colocarlo dentro
B cinc
c NH.+(ag)
de la taza o recipiente, con los terminales
v voltímetro
hacia arriba. Marcar ambos terminales,
indicando el positivo y el negativo. El rollo
se cubrirá con una solución de sulfato de ximadamente 2 cm. Agregar 1 c m de indisodio, que se preparará disolviendo 40 g cador de fenolftaleína. Sujetar la varilla
de cristales de sulfato de sodio anhidro en de carbón y el trozo de cinc laminado por
200 cm3 de agua.
medio de pinzas cocodrilo unidas a los
2.88
Química
cables conductores. Unir los alambres para
establecer contacto eléctrico. Sumergir el
carbón y el cinc en la solución y mantcnerlos dentro de la misma durante varios
minutos. Observar cualquier cambio que
se produzca en torno de los electrodos. Si
se dispone de un trozo de pirolusita (óxido
sólido de manganeso [NI),
reemplazar al
carbón con éste y repetir el experimento.
83
Mezclar 4 g de negro de carbón con 10 g
de óxido de manganeso (IV). Revolverlos
con un poco de solución de cloruro de
amonio hasta obtener una pasta espesa
(con la consistencia de la arcilla blanda).
Esto requiere cierto tiempo. Cortar papel
absorbente para confeccionar un cilindro
que irá en el interior del recipiente de cinc.
Poner sobre este papel la mezcla de carbón,
óxido de manganeso (IV) y cloruro de amoC. Varias pilas conectadas entre sí reci- nio, comprimirlo en forma de cilindro y enben el nombre de batería. Estudiar las ba- volver alrededor del mismo el papel absorterías secas comerciales, del tipo utilizado bente de manera que entre ajustado en el
en las radios, linternas, y lámparas re- recipiente de cinc. Una vez colocado denlámpago para fotografía. El voltaje que tro de 1 envase, verter con cuidado un
suministran las pilas es habitualmente de poco de solución de cloruro de amonio
1,5 voltios. La corriente máxima variará entre el papel y el cinc, para asegurar un
según el tipo. Las corrientes pueden estu- buen contacto entre ambos. Prensar la
diarse empleando un amperímetro con lec- mezcla e n el interior de la carcasa, firtura hasta 10 amperios. Las baterías para memente, para que quede compacta y firadios están concebidas para suministrar nalmente, prender un broche cocodrilo con
pequeñas corrientes durante largos perío- su conexión en el recipiente de cinc y la
dos. U n amperímetro conectado a través pila estará lista. Podrá encender fácilmente
de los terminales de una de estas baterías, una lamparita de 1,5 voltios. Verificar el
puede indicar una corriente de 4 amperios, voltaje y la corriente obtenida. El carbón
mientras que si se lo conecta a los de una es uno de los factores que afecta a la
pila de linterna, indicará corrientes de 5 a corriente suministrada por la pila, dado
6 amperios. Las baterías para lámparas que tiende a reducir la resistencia interna
relámpago que deben suministrar corrien- de ésta (ver también el experimento 2.150).
tes m u y intensas durante periodos m u y
breves, darán valores superiores a los 2.89 Observación del movimiento de los
, mencionados si se las conecta directamente
iones cobre y cromato
al amperímetro, el cual en todos los casos El cromato de cobre es un compuesto inmencionados actúa en corto circuito.
tegrado por dos iones coloreados; el ión
\
D. Para construir una pila 'seca' se re- cobre, positivo, verde azulado, y el ión
quieren los siguientes materiales:
cromato, negativo, anaranjado. El movi1. Un envase de cinc, que puede ser de miento de estos iones coloreados hacia
chapa de cinc curvada en forma cilín- los electrodos puede observarse fácilmendrica o bien, el procedente de una pila te. Será necesaria una fuente de poder de
en desuso, debidamente limpio. Cubrir 20 voltios, corriente continua. El aparato
el fondo de dicho recipiente con un puede verse en el dibujo.
trozo de papel absorbente.
El cromato de cobre puede prepararse
2. Carbón del tipo m á s refinado. Es el del siguiente modo:
llamado negro de carbón o negro de
Se forma un precipitado sólido cuando
acetileno.
se agrega a 100 cm3 de solución de 1 M,üe
3. El oxidante: dxido de manganeso (IV). cromato de potasio, 100 cm3 de solución
4. U n a barrita cilíndrica de carbón pro- de 1 M de sulfato de cobre. El cromato de
cedente de una batería en desuso.
cobre sólido se filtra rápidamente emplean5. Broches cocodrilo y cables para conec- do un embudo de Buchner, un frasco y
tar firmemente a la barrita de carbón bomba de filtrado. Se lava con agua desy al cinc.
tilada y luego se trasvasa del embudo de
6. Una solución acuosa de cloruro de Buchner donde se disuelve en una cantiamonio.
dad mínima de ácido clorhfdrico diluido a
85
2.90
Quimica
la concentración usual. Para aumentar su
densidad, se disuelve en ia solución de
cromato de cobre, la mayor cantidad posible de urea, para lograr que aquélla form e una capa separada, más densa, debajo
de la solución de ácido clorhídrico.
Llenar primero el tubo en forma de U
hasta un tercio del borde, de ácido clorhídrico diluido y iluego, mediante una pipeta llena de solución de cromato de cobre, colocando el extremo de la misma
en el fondo del tubo en U, descargar suavemente la solución de cromato, de m a -
electrodo negativo. La solución electrolítica conductora es retenida por una tira de
papel de filtro, formando sandwich entre
dos portaobjetos de microscopio. Barras
de carbón hacen las veces de electrodos
conduciendo a la corriente a través del
papel de filtro, en la forma que ilustra el
dibujo. Si se emplea una fuente de poder
de corriente continua de 10 a 20 voltios
es mejor utilizar el ancho de ,los portaobjetos. Si se emplea el largo total de
éstos, se requiere mayor voltaje.
Cortar en primer término una banda de
papel de filtro de alrededor de 1 c m de
ancho y mojarla apenas en agua de la
canilla, de manera que quede hilmeda pero
no m u y mojada. L a solución que contiene ion- coloreados, por ejemplo C U ~ +o
Coz+ se extiende a lo largo de una marca
hecha con lápiz. La aplicación de los iones
a lo largo de dicha marca, con un tubo
capilar fino, exige paciencia y cuidado por
parte de los alumnos. El dispositivo distribuidor representado en el dibujo puede
ser de manejo m á s fácil. Doblar una tira
de papel de filtro de 1 c m de ancho sobre
un trozo fino de material plástico, de
manera que forme una mecha rígida. Esta
se introducirá como una cuña en un
corcho hendido y se introduce en el tubo
2.89 Desplazamiento de los iones
A fuente de 20 voltios C.C.
B ácido clorhídrico
c límite
D solución de cromato de cobre
nera que empuje al ácido clorhídrico hacia
arriba, formando una capa separada debajo
de éste, retirando luego la pipeta con cuidado para evitar la mezcla. Los electrodos
de carbón deben estar en contacto con el
ácido clorhídrico y conectados a la fuente
de corriente continua de aproximadamente
20 voltios.
Al cabo de algunos minutos podrá observarse fácilmente la coloración verde del
cobre, en el lado negativo y anaranjada
del cromáto en el positivo. Los límites de
estos iones coloreados se desplazarán m u y
lentamente hacia los electrodos.
2.90 U n método simple para demostrar el
movimiento de los iones
Este experimento ilustra el movimiento
de los iones positivos coloreados, hacia el
A
dos portaobjetos
R trazo efectuado con lápiz
c papel de filtro
corcho hendido
mecha
varilla delgada de material plastico
o solución que contiene el ión coloreado
D
E
F
de ensayo pequeño, que contiene 0 10s
iones en solución. Antes de emplear el
dispositivo distribuidor, tocar con la mecha un poco de papel secante para quitar
2.90
Química
el exceso de solución, y luego tocar levemente sobre la marca hecha con lápiz.
La tira de papel de filtro se encuentra
entonces formando un sandwich entre los
dos portaobjetos con sus extremos envolviendo las barritas de carbón. Los portaobjetos se mantienen unidos con ayuda de
dos broches. Las barritas de carbón se
conectan a la fuente de poder de 20 voltios, corriente continua. Después de a!gunos minutos, el ión coloreado se verá desplazarse hacia el electrodo negativo. Una
sustancia que puede emplearse como sustituto es el permanganato de potasio, en
cuyo caso será el ión coloreado permanganato el que se desplazará hacia el electrodo positivo.
Determinación de las causas que afectan
a la velocidad de reacción
2.91 La velocidad de reacción es mayor
cuanto más pequeñas son las partículas
Romper, con ayuda de un martillo, pedacitos de mármol, clasificándolos en 3 o 4
tamaños: (a) polvo grueso; (b) trozos de
dimensiones aproximadas a la mitad de un
grano de arroz; (c) trozos como granos
de arroz; (d) trocitos de mármol del tam a ñ o original.
Poner en una gradilla 4 tubos de ensayo
de 100 x 16 m m . Pesar aproximadamente
2 g de trocitos de cada grado colocándolos
separadamente en cada uno de los cuatro
tubos. Conseguir cuatro globos e inflarlos
varias veces para estirarlos. Poner 5 cm3
de solución común de ácido clorhídrico
dentro de cada globo y deslizar la boca
de los mismos sobre las de los tubos de
ensayo cuidando de que no se derrame
ácido en el interior de éstos, en la forma
que muestra el dibujo. U n a vez colocados
los globos volcar el ácido de los mismos
en el interior de los tubos, en forma simultánea y observar qué globo se infla
con mayor rapidez y cuál es el que lo hace con mayor lentitud. Las partículas m á s
pequeñas producirán bióxido de carbono
en tiempo m á s breve. C o m o alternativa
pueden emplearse en este experimento, en
lugar de trocitos de mármol, cinc en granallas, en láminas y en polvo, haciéndolo
86
reaccionar con ácido (precaución: se produce hidrógeno. Ver el experimento 2.33);
o aluminio laminado y en polvo. Los alumnos podrían pensar en otras sustancias que
reaccionen, susceptibles de emplearse com o alternativa. E n lugar de globos pueden
usarse bolsas de material plástico, pero se
requiere especial cuidado para ajustarlas
a los tubos de ensayo.
En lugar de recoger el gas en un globo
o en una bolsa plástica, el procedimiento
m á s exacto consistiría en recogerlo en
una bureta invertida sobre el agua comparando el volumen del gas liberado por
unidad de tiempo por cada uno de los
grados de fragmentación del mármol. Otro
procedimiento preciso consiste en poner
en una balanza un frasco cónico, que
contenga los trocitos de mármol y el ácido
y registrar cada medio minuto la pérdida
de peso experimentada. El bióxido de carbono es un gas pesado y la mayoría de
las balanzas acusará la pérdida de masa
a medida que se produce el gas,
2.92 El aumento de concentración de los
reactantes incrementa la velocidad
de la reacción
La reacción entre el tiosulfato de sodio y
el ácido clorhídrico puede durar un tiempo considerable. En la misma se produce
azufre que enturbia la solución. Puede determinarse la velocidad de reacción estableciendo el #tiempo requerido para que
la solución alcance cierto grado de turbidez. En este caso puede definirse dicho
grado como el momento en el cual una
cruz negra dibujada debajo del recipiente
en el que se produce la reacción, deja de
ser visible cuando se lla observa a través
de la misma, desde arriba, tal como lo ilustra el dibujo.
E n este experimento es variable la concentración del tiosulfato de sodio, en tanto que se mantiene constante la concen-
87
Química
tración del ácido. El etiosulfato de sodio,
empleado en fotografía, puede adquirirse
bajo el nombre de 'hiposulfito'. Preparar
500 cm3 de solución acuosa que contenga
20 g de tiosulfato de sodio. Se requieren
además, 2M de ácido clorhídrico. El ácido
diluido de uso corriente tiene por lo general dicha concentración. Verter, con ayuda de una probeta, 50 cm3 de solución de
tiosulfato de sodio en un vaso de 100 cm3.
Colocar éste sobre una cruz negra dibujada sobre una hoja de papel. Agregar
5 cm3 de ácido y anotar el tiempo indicado
por el segundero del reloj. Revolver el
ácido en la solución y anotar el instante
en que la cruz deja de ser visible a través
del azufre en solución.
Repetir el experimento empleando una
concentración menor de tiosulfato. Tomar
40 cm3 de solución de tiosulfato y agregarle 10 cm3 de agua destilada, revolver
y luego agregar, como antes, 5 cm3 de
ácido. El tiempo requerido para que la
cruz se vuelva invisible deberá ser mayor
que el del experimento anterior. Repetir
la experiencia empleando 30, 20 y 10 cm3
de tiosulfato mezclados con 20, 30 y
40 cm3, respectivamente de agua destilada.
Los alumnos podrán representar el experimento mediante un gráfico de la concentración de la solución de tiosulfato y el
tiempo de reacción. Los valores de la concentración pueden tomarse en función del
volumen de la solución empleada originalmente. Dado que I/tiempo (recíproca del
tiempo) es la medida de la velocidad de
reaccion, también podrían confeccionar un
gráfico tomando las concentraciones de
tiosulfato en función de Utiempo.
2.94
La ecuación de la reacción puede esrribirse de la siguiente forma:
Na2S,0, (ag) + 2 HCl(ag) -+
--Z HZO(1) f SO-(g) + S(S)
solución acuosa; 1
líquido; g
(ag
sólido).
gas; s
=
=
=
2.93 Investigando el efecto de la ternperatura sobre la velocidad de reacción
La reacción del experimento 2.92 puede
emplearse igualmente para investigar el
efecto de la temperatura. Comenzar con
una solución m á s débil. Poner en un vaso
de 100 cm3, 10 cm3 de solución de tiosulfato de sodio y mezclarlos con 40 cm3 de
agua. Emplear esta concentración para todos los experimentos de la serie, variando
la 'temperatura de la solución. C o m o en el
a s o anterior agregar 5 cm3 de ácido tomando nota del tiempo de iniciación y
temperatura de la solución. Registrar el
instante final cuando la cruz negra situada debajo del vaso deja de ser visible.
Repetir el experimento calentando cada
vez la solución hasta 3" C;40" C; 50" C y
60" C. La temperatura real de la reacción
debe tomarse después de haber agregado
los 5 cm3 de ácido al comienzo de cada
experimento. La reaccidn es más rápida
cuanto m á s elevada es la temperatura.
Los alumnos pueden confeccionar un gráfico de la temperatura de reacción en función del tiempo requerido para que la cruz
negra se vuelva invisible. C o m o en el caso
anterior, el mismo podría registrar la temperatura en función de l/tiempo.
2.94 Efecto de la catálisis sobre la velocidad de reacción
En esta reacción, la variable es la sustancia empleada como catalizador en la descomposición de una solución acuosa de
peróxido de hidrógeno. Este puede adquirirse habitualmente en droguerías o farmacias como decolorante del cabello.
Armar el aparato en la forma que ilustra la figura, con la bureta llena de agua
como para un experimento común con desplazamiento de agua; 2 cm3 de peróxido
de hidrógeno a 20 volúmenes, alcanzarán
casi a llenar la bureta. Pesar 1 g de cada
una de las siguientes sustancias: óxido de
2.94
Química
cobre (11) ; óxido de níquel; óxido de manganeso (IV) y óxido de cinc. Colocar en
el frasco 50 cm3 de agua y agregar 2 cm3
de solución de peróxido de ,hidrógeno.
Agregar 1 g de óxido de cobre. Inmediatamente colocar al frasco el tapón con el
tubo de salida. Anotar el volumen de oxígeno liberado con intervalos de 15 segundos. Los alumnos pueden trazar un gráfico del volumen de oxígeno producido
cada 15 segundos en función del tiempo
de reacción.
Repetir el experimento usando como catalizadores los demás óxidos. Los alumnos
confeccionarán un gráfico para cada experiencia; ahora podrán cambiar ideas
acerca de por qué se emplea generalmente como catalizador en esta reacción el
óxido de manganeso (IV). Asimismo, tratarán de descubrir alguna evidencia de
que el catalizador no ha resultado afectado por la reacción y de que la catálisis tanto puede acelerar como retardar
una reacción.
Descomposición de moléculas grandes en
otras m á s pequeñas
2.95 Descomposición del almidón en azúcar
El almidón puede reconocerse por el color azul intenso que forma cuando se lo
pone en contacto con una solución de
iodo. Es ésta una prueba m u y sensible.
El azúcar no reacciona con el iodo pero
88
reduce al cobre (11) de la solución de
Fehling a óxido de cobre (1) lo que también constituye una prueba de gran sensibilidad. El almidón no reacciona con la
solución de Fehling. La saliva contiene una
enzima catalizadora que transforma al almidón en azúcar. El experimento siguiente estudia el desarrollo de dicha reacción.
Poner aproximadamente 10 cm3 de solución diluida de almiddn en un tubo de ensayo y agregarle 1 cm3 de saliva. Con la
ayuda de un gotero, extraer 2 o 3 gotas,
con intervalos de 2 minutos y ponerlas sobre un azulejo blanco, bien limpio, cuidando que no se mezclen. El gotero deberá lavarse bien entre una y otra prueba.
Poner sobre cada una de las gotas un poco
de solución de iodo. La intensidad decreciente del color azul indicará que el almidón se está consumiendo.
Verificar las cantidades crecientes de
azdcar al mismo tiempo que se efectúa
la prueba correspondiente al almidón. Para ello, poner 2 o 3 gotas de la mezcla
en reacción, en un tubo de ensayo pequeño; agregar 3 cm3 de solución de Fehling
y calentar la mezcla casi hasta alcanzar
el punto de ebullición. La prueba pondrá
en evidencia que la cantidad de azúcar aumenta. La enzima de la saliva, por lo tanto, está descomponiendo al almidón en
azúcar, cuya molécula es más pequeña.
enzima
C,;HI:?O,;
un azúcar
simple
___f
2C2H,0H + 2COZ
etanol
2.96 Descomposición del etanol en eteno
(etileno)
impregnar con etanol un trozo de algodón
en rama o lana de amianto y empujarlo
hasta el fondo de un tubo de ensayo de
vidrio resistente. Hacia la parte media del
tubo amontonar pequeños fragmentos de
porcelana no vítrea y colocarle un tubo
de salida para recoger el gas eteno en un
recipiente con agua, en la forma que ilustra el dibujo. Tener preparados 3 tubos de
ensayo para recoger el gas.
Calentar primero fuertemente los trozos de porcelana porosa y luego, calentar
suavemente el algodón en rama para pro-
89
Química
ducir un poco de vapor de etmanol. Este
irrumpirá sobre los trozos de cerámica
porosa caliente originándose gas eteno y
vapor de agua. A diferencia del etanol, el
eteno es insoluble en agua y podrá recogerse en tubos de ensayo. Ensayar 3
muestras del mismo: (a) quemando eteno;
2.98
poliestireno conectando el tubo de salida
en la forma que indica el dibujo. El tubo
de ensayo recolector deberá enfriarse totalmente con agua fría, porque los vapores son nocivos. Calentar suavemente el
tubo de ensayo que contiene el perspex. El
polímero se fundirá produciendo vapores
que se recogerán en el tubo receptor. Se
controlara cuidadosamente el calentamiento para facilitar que la totalidad de los
vapores se condensen en dicho tubo. El
producto obtenido será líquido, lo que indica que el polímero fue disociado por la
acción del calor en moléculas más pequeñas. Dicho líquido no se solidificará a menos que se emplee un catalizador, sustancia de la que por lo general no disponen
los laboratorios escolares.
n
algodón en rama impregnado
en etanol
B material poroso o trozos de
porcelana no vitrificada
c gas eteno
A
(b) agitándolo con algunas gotas de solución diluida de,permanganato de potasi0 alcalinizado con una solución dse carbonato de sodio (el color debe desaparecer); (c) mezclándolo por agitación, con
un poco de agua de bromo (nuevamente
desaparecerá el color). Si los alumnos realizan este experimento tendrán cuidado de
desconectar el tubo de salida al interrumpir el calentamiento para evitar que se
produzca succión de agua sobre la cerámica porosa caliente.
2.97 Disociación de un polímero en motécuias pequeñas
Los experimentos 2.95 y 2.96 ilustran la
disociación del almidón sólido en azúcar
sólida y luego la del etanol, líquido, en
gas eteno. Por lo general, a la temperatura ambiente las moléculas más pequeñas son gaseosas o líquidas y las más
grandes son sólidas. El perspex y el poliestireno son polimeros sólidos que pueden disociarse mediante el calor formando moléculas más pequeñas.
Poner en un tubo de ensayo de vidrio
reforzado algunos trozos de perspex o de
ll
2.97 Transformación de moleculas grandes en
moleculas pequeñas
A perspex o poliestireno
B tubo receptor
c agua fría
D líquido recogido
2.98 Estudio de tos elementos comunes
existentes en tos alimentos
A. Reunir trozos pequeños de alimentos
diferentes, tales como, queso, pan, harina, azúcar, hojas, maíz. Calentar un trozo o porción de cada uno de aproximadamente las dimensiones de un grano de
arroz, en una tapa de lata o en el tapón
metálico de una botella, sosteniéndolo con
unas tenazas. ¿Qué residuo queda en la
tapa? ¿Es carbón?
B. Calentar en un tubo de ensayo chico,
pequeñas cantidades de alimentos junto
2.98
90
Química
con óxido de cobre. Este cederá oxígeno
a los mismos. Probar el gas en el tubo de
ensayo con agua de cal, extrayendo cierta cantidad de¡ mismo con ayuda de una
pipeta provista de una pera de goma y
haciéndolo burbujear en el agua de cal.
¿Se condensa, además, agua sobre las partes más frías del tubo?
C. Poner en un tubo de ensayo una pequeña cantidad de alimentos molidos junto con la medida de 3 espátulas de cal
y soda cáustica; mezclarlos bien y luego
calentarlos como se indica en el dibujo.
gún USO posible de las sustancias condensadas en A?
n
]
2.99 Carb6n y gas combustible procedentes de
la madera
B agua para disolver los gases solubles
c mezcla no compacta de cal y soda cáustica para absorber el vapor de agua
Construcción de moléculas
2.98C Detección del nitrógeno existente en
ciertas sustancias alimenticias
A sustancia alimenticia en una mezcla
de cal y soda cáustica
B papel tornasol húmedo
¿Se huele amoníaco en la boca del tubo?
¿Qué coloración adquiere el papel tornasol? Si en la presente reacción, los alimentos dan origen al gas amonio ¿comprenderán los alumnos que el nitrógeno
del mismo procede de dichas sustancias?
2.100 Extracción de caseína de la leche
Separar un poco de leche de su crema
y colocar.100 cm3 de la misma dentro de
un vaso. Calentar hasta alrededor de 50' C
y agregarle ácido acético o vinagre hasta
que la caseína termine de separarse. Retirar el coágulo de caseína y exprimirlo
con los dedos hasta eliminar todo el 1íquido, luego amasarlo hasta que tome una
consistencia gomosa. La caseína es una
proteína polimérica que contiene átomos
de nitrógeno. Endurece si se pone en una
solución de formalina. Se puede moldear
y fabricar con ella botones.
2.99 Obtención de un gas combustible de
la madera
Preparar el aparato indicado en la figura.
Calentar aserrín en un tubo de ensayo de
vidrio fuerte, suavemente al principio y
luego intensamente, hasta llevarlo casi
hasta el rojo. Al cabo de un momento el
gas que saldrá por el pico podrá encenderse. El gas de madera es combustible.
El aserrín se calienta sin aire, en el interior del tubo de ensayo y el residuo es
carbón. ¿Pueden los alumnos sugerir al-
2.101 Una resina de urea-formaldehído
Poner en un tubo ,hervidor2 cm3 de solución de formaldehído al 40 c/c y agregar
aproximadamente 1 g de urea, revolver
hasta obtener una solucíón saturada y
agregar una o dos gotas de ácido sulfúrico concentrado. La mezcla endurece súbitamente al transformarse sus moléculas
en otras mayores: retirarla y lavarla cuidadosamente. Es un polímero de condensación.
91
2.105
Calor y temperatura
2.102 Una resina de formaldehído-resorcinol
Colocar 5 cm3 de solución de formaldehido al 45 $2 en un vaso pequeño. Agregar
2 g de resorcinol y mezclarlo con mucho
cuidado con el formaldehído. Agregar al-
gunas gotas de ácido clorhídrico concentrado y revolver. La mezcla endurecerá de
inmediato al aumentar las dimensiones de
las moléculas. Extraer la resina resultante
y lavarla prolijamente. Se trata también
de un polímero de condensación.
Calor y temperatura
El calor como energía
2.103 Elevación de la temperatura como
consecuencia de la absorción de
energía calorífica
La cantidad de energía en forma de calor
absorbido por diferentes cantidades de
una misma sustancia, depende de sus m a sas respectivas. Poner en un vaso que contenga agua caliente un perno grande, de
hierro, y un clavo chico, para que se calienten a igual temperatura.Llenar dos vasos con masas idénticas de agua a la mism a temperatura. Seguidamente, poner el
perno en uno de ellos y el clavo en el
otro. Al cabo de un minuto verificar la
temperatura del agua de cada vaso. La diferencia en la cantidad de calor que poseen ambos objetos explica la de la temperatura del agua de ambos vasos (ver
la figura).
2.104 Transformación de la energía cinética en energía calorífica
Envolver un trozo p e q w ñ o de plomo laminado, de 5 cma de superficie por 1 m m
de espesor, alrededor de una de las extremidades de un pedazo de alambre de
hierro, calibre 20, de 25 c m de largo (ver
la figura). Sujetando el alambre por el otro
extremo, apoyar el plomo sobre un yunque (puede servir igualmente un trozo
de un kilogramo), golpearlo con un martillo varias veces, en rápida sucesión. La
temperatura se elevará, si la masa del plom o no es mayor que la indicada.
Dilatación
2.105 Experimento de la argolla y el tornillo
Conseguir un tornillo para madera, grande, y un pitón del tipo de argolla con
tornillo, a través del cual pase ajustada la cabeza del tornillo para madera (también puede confeccionarse un
aro de alambre grueso). Atornillar cada
uno de estos elementos en los extremos
de sendas varillas de madera, de m o d o que
las partes metálicas sobresalgan por lo
menas 2,5 c m (ver el dibujo). Calentar
durante cierto tiempo la cabeza del tornillo en la llama y tratar de pasarla a través de la argolla. Mantener caliente el
tornillo y calentar en la llama, al mismo
1"
2.105
Calor y temperatura
tiempo, la argolla. Tratar ahora de hacer
pasar la cabeza del tornillo por el interior
de ésta. Mantener el tornillo en la llama,
para conservarlo caliente y enfriar en
agua fría la argolla e intentar pasarlo nuevamente. Luego, dejar enfriar el tornillo
y probar otra vez.
2.106 Dilatación de un sólido sometido a
la acción del calor
Procurarse un trozo de caño de cobre de
aproximadamente 2 m de largo. Ponerlo
sobre una mesa y fijar uno de sus extrem o s mediante una prensa a tornillo. Colocar debajo del otro extremo del caño un
trozo de aguja de tejer o un rayo de rueda de bicicleta que hará las veces de rodillo con una de sus extremidades doblada en ángulo recto. Una varilla delgada
de aproximadamente 1 m de longitud fijada con lacre al rodillo, indicará cualquier movimiento del caño apoyado sobre
aquél (ver la figura). Si se sopla en form a mntinuada en el interior del tubo, por
el extremo fijo, el dispositivo detectará la
dilatación del caño producida por el aliento caliente. Luego se hará pasar vapor de
agua a través del mismo observando el
movimiento de la varilla indicadora. Para
no dañar la superficie de la mesa convendrá poner encima de la misma y debajo
del caño de cobre, una hoja de amianto.
Realizar el mismo experimento empleando
distintos tipos de caños.
caño de cobre
prensa
c aguja de tejer o rayo de
rueda de bicicleta
D aguja indicadora de madera de balsa
A
B
2.107 Varilla bimetálica
Dos tiras de hierro y bronce unidas entre
sí por medio de remaches, al ser calentadas se curvarán debido a su distinta
92
dilatación. Hacer íos agujeros con un
clavo y pasar a través de los mismos pequeñas tachuelas que harán las veces de
remaches (ver la figura). Otra manera de
asegurar las tiras entre sí consiste en cortarlas con pequeñas aletas espaciadas a
intervalos iguales, que luego se doblarán
entrelazándolas.
2.108 Dilatación de los líquidos
Preparar dos o tres frascos de remedios
similares, provistos de tapones y tubos.
Llenarlos con líquidos de distinta viscosidad y sumergirlos en una cacerola con
agua aliente (ver la figura). La elevación de los líquidos en el interior de los
tubos permitirá apreciar las diferentes velocidades de expansión.
2.109 Dilatación y contracción de un 1íquido
Poner en un frasco un poco de agua coloreada y colocarle un tapón con una perforación y un tubo de vidrio que penetre
en el interior del líquido y se prolongue
hacia arriba entre 30 y 60 c m (ver la figura). Si se vierte agua caliente sobre el
frasco, el agua coloreada se elevará en el
tubo y descenderá si se vierte agua fría.
2.110 Examen cualitativo de la dilatación
del aire
Encerrar aire en un frasco poniendo una
pequeña gota de aceite en el interior del
tubo de vidrio (ver el dibujo). Al calentar suavemente con ia mano se elevará la
temperatura lo suficiente como para hacer
ascender la gota. Sumergir luego el frasco, primero en agua fría y luego en agua
tibia (no caliente). E n lugar de frascos
pueden usarse tubos de ensayo de vidrio,
provistos de tapones y tubos capilares.
2.111 La dilatación del aire
A. Ajustar el tubo de un globo de goma
sobre el cuello de un frasco. Calentarlo
suavemente con la llama de una vela o
de una lámpara de alcohol.
B. Inflar parcialmente un globo. Sostenerlo sobre una plancha caliente o exponerlo
un rato al calor del sol y observar el resultado.
93
2.113
Calor y temperatura
A
A
B
B
alcohol
agua a 60" C
Termómetros
2.112 ¿Podemos confiar en nuestra per-
2.109
cepción de la temperatura?
Llenar tres cacerolas: la primera, con agua
a la temperatura m á s alta que la m a n o
pueda soportar; la segunda con agua helada; la tercera con agua tibia. Sumergir
las dos manos en el agua tibia y dejarlas
durante medio minuto. La temperatura del
agua tibia, Aparece la misma para las dos
manos? ¿parece caliente, fría o ni caliente
ni fría? Sumergir en seguida durante u n
minuto la m a n o izquierda en el agua m u y
caliente y la m a n o derecha en el agua heiada. Secarse rápidamente las manos y
sumergir las dos en el agua tibia. ¿Qué
sensación se experimenta en la m a n o derecha?, ¿las sensaciones son las mismas
que cuando ambas manos estaban en el
agua tibia al comenzar el experimento?
¿Qué conclusiones se pueden extraer con
respecto a nuestra percepción de la temperatura?
2.113 ¿Cómo funciona un termómetro?
Llenar un frasco con agua teñida con tinta. Cerrarlo con un tapón perforado atravesado por un tubo de vidrio de unos 30
c m de largo, empujándolo hasta que el
agua suba 5 o 6 c m en el tubo. Colocar
el frasco sobre una fuente de calor, en un
trípode, y observar el nivel del agua a medida que se calienta. El agua, que se dilata m á s que el vidrio, asciende en el
tubo. Observando con atención se podrá
notar que en el momento preciso en que
2.113
Calor y temperatura
se empieza a calentar, el nivel del agua
desciende antes de comenzar a subir. Esto
se debe a que el vidrio del recipiente comienza a dilatarse antes de que el agua
alcance la misma temperatura.
2.114 Construcción de un termómetro de
alcohol
Para construir un termómetro de alcohol
sencillo, pero lo suficientemente preciso
en la mayoría de los casos, conviene emplear un trozo de tubo de vidrio de 20 a
30 c m de largo y de alrededor de 5 m m
de diámetro exterior y m á s o menos 1 m m
de diámetro interior. En primer lugar se
deberá soplar un bulbo de aproximadamente 1,5 m m de diámetro exterior (observar la figura). Luego se invertirá el tubo introduciendo el extremo abierto en el
alcohol, calentando el bulbo y enfriándolo
alternadamente, sacudiéndolo después de
cada calentamiento para que el alcohol aspirado descienda hasta el bulbo. Mediante este procedimiento se llenará el termómetro con alcohol, cuidando de extraer
las burbujas de aire. Seguidamente se introducirá el bulbo en agua a 60" C, temperatura ligeramente por debajo del punto
de ebullición del alcohol, extrayendo el
exceso de alcohol a medida que desborda
por la parte superior. Luego se soldará el
extremo abierto del tubo en una llama caliente. Precaución: Para cerrar el tubo deberá procederse con mucho cuidado. Calibrar luego el termómetro colocándolo en
agua a distintas temperaturas conocidas.
94
indicará exactamente dicha temperatura,
sólo a nivel del m a r o cuando el barómetro indique una presión de 760 m m de
mercurio. Sacar el termómetro del vapor,
dejarlo enfriar durante algunos minutos
y sumergirlo en un recipiente con hielo
fundente. Verificar entonces en qué m e dida la lectura se aproxima a O" C o 32"F.
2.116 U n termoscopio sencillo
Se puede construir este aparato con botellas o bombillas eléctricas a las que se
haya quitado el fondo (ver la figura). Ta-
par las dos bombillas con corchos atravesados cada uno por un tubo de unos 15 c m
de largo. Introducir el extremo inferior de
los tubos en corchos planos y, después de
haber abierto orificios a una distancia
aproximada de 22 c m en una tablita adecuada, que servirá de base, encolar los
tubos en posición vertical y unirlos con
un tubo de caucho. Retirar una de las
bombillas y ennegrecer la otra a la llama
de una vela. Verter agua u otro lfquido en
el tubo en U así formado hasta una altura
de 7 c m por encima de la base. Poner de
nuevo en su sitio la bombilla de vidrio
limpio y hundir m á s o menos el tubo, de
m o d o que el nivel del líquido sea el mism o en ambos tubos. Colocar una vela encendida entre las dos bombillas, a igual
distancia de cada una de ellas y observar
el resultado.
2.115 Contrastado de un termómetro
La graduación de un termómetro se establece a partir de dos puntos invariables:
la temperatura del vapor desprendido por
el agua hirviente y la temperatura del hielo en fusión. Colocar un termómetro en el
vapor de agua, exactamente sobre la superficie del agua hirviente. Dejarlo durante varios minutos y verificar la aproximación con que indica 100°C o 212°F. Conductividad
Nota: Si la región donde se encuentra es
m u y alta, la temperatura del vapor de 2.117 C ó m o pueden reducirse .laspérdidas
agua en ebullición podrá ser bastante inde calor
ferior B 100"C o 212"F, a causa de la Conseguir cuatro latas grandes de iguales
menor presión atmosférica. El termómetro dimensiones y cuatro m á s pequeñas, tam-
95
2.120
Calor y temperatura
bien iguales. Colocar tres latas pequeñas
dentro de tres grandes y distribuir material aislante alrededor de las primeras. E n
torno de una, colocar papel de diario desmenuzado; alrededor de la otra, aserrín,
y en la tercera, corcho molido (si fuera
necesario, estos materiales aislantes podrán reemplazarse por otros). E n el interior de la cuarta lata g m n d e colocar
la pequeña lata apoyada sobre dos corchos. Poner tapas de cartón a las latas, provistas de un agujero para pasar
un termómetro. Luego, llenar cada una
de las latas pequeñas, hzsta la misma
altura, con agua próxima al punto de ebullición. Verificar la temperatura del agua
de cada lata, repitiendo dicha operación
con intervalos de aproximadamente 5 minutos y establecer, en función de la menor
rapidez de enfriamiento, cuál de los m a teriales empleados es el mejor aislante
térmico. Podrá confeccionarse un gráfico
de la temperatura en función del tiempo,
trazando las curvas de enfriamiento correspondientes a cada uno de los casos.
2.118 Conductividad de una malla metálica
Calentar un trozo de malla metálica sosteniéndolo sobre una llama de alcohol o
de gas. Se observará que la llama no atraviesa la malla porque el calor es dispersado por los hilos metálicos. Si en la habitación se dispone de gas, colocar un m e chero bajo un trípode y cubrirlo con una
malla metálica. Abrir la llave de paso del
gas y encenderlo por encima de la pantalla. Se observará que el gas arde solamente por encima de la misma, pues la
malla metálica, al dispersar el calor impide que el gas que está debajo de ella
alcance su temperatura de inflamación.
Esta observación inspiró a Sir Humphrey
Davy la idea de la construcción de una
lámpara de seguridad para los mineros,
que evitara las explosiones producidas por
la ignición del grisú en las minas de carbón.
2.119 Un modelo de lámpara de Davy
Los clásicos experimentos sobre la conductividad de una malla metálica pueden
reproducirse mediante una lámpara de Da-
vy improvisada (ver la figura). U n a vela
encerrada en un cilindro de malla metálica no puede encender un chorro de gas
proyectado sobre el cilindro por medio de
un tubo de goma. Puede emplearse c o m o
base un zócalo de madera o plastiiina. Ad-
vertencia: No dejar correr el gas duwnte
períodos prolongados. Dispersar el gas vertido ventilando la habitación.
2.120 C ó m o extinguir la llama de una vela
con una espiral de cobre
Colocar sobre la llama de una vela pequeña una espiral de alambre grueso, de
cobre o aluminio (ver la figura). ¿Por qué
se extingue la llama? Puede apagarse si
se la priva de oxígeno; sin embargo, en
este caso, el oxígeno llega fácilmente a la
llama. Cesa de arder porque el alambre
conduce el calor m u y rápidtamente, alejándolo de la llama y haciendo descender
la temperatura por debajo del punto de
1Jignición, lo que demuestra que el cobre
o el aluminio son buenos conductores del
calor. Por otra parte, si la llama fuera
grande, produciría demasiada energfa calorífica para que ésta pudiera ser arrebatada por la espiral; particularmente si se
la calienta antes del experimento, la Ilam a no podrá reducirse lo suficiente como
para extinguirse.
2.121
Calor y temperatura
96
2.121 Los metales son buenos conductores
del calor
Poner un trozo de papel sobre la llama
de una vela. Si se lo aproxima se carbonizará. Colocar sobre el papel una moneda
de metal y repetir el experimento: el m e tal conducirá el calor disipándolo, dejando su forma reproducida en el papel, que
no se quemará en dicho lugar.
de potasio, sin revolver. Ahora, el tubo
deberá sostenerse con los dedos desnudos,
por su parte inferior, calentando cerca de
la parte superior del mismo en la llama
del mechero de Bunsen exactamente por
debajo de la superficie del agua. Continuar calentando hasta que el tubo ya no
pueda sujetarse con los dedos. Advertencia: Tener en cuenta que la piel de los niños puede quemarse fácilmente, aunque
2.122 Conductividad de una barra metálica algunos de ellas no experimenten en el
Conseguir una barra de cobre, latón o alu- primer contacto mucha molestia. Por lo
minio de 30 c m de largo por lo menos. tanto, si bien es importante que experiPoner sobre la misma gotas de parafina menten e n forma directa los cambios de
fundida separadas 3 c m una de otra. Mien- temperatura es menester advertirles que
tras éstas están aún blandas introducir no continúen sosteniendo el tubo cuando
en ellas clavos o tachuelas. Calentar en. el calor exceda lo tolerable. El experiuna llama uno de los extremos de la ba- mento se malogrará si se emplean soporrra comprobando cómo el calor se propa- tes para los tubos de ensayo, o sus equiga por conducción a lo largo de la misma. valentes confeccionados con papel doblado.
2.123 El agua es mala conductora del calor
Sostener en la m a n o un tubo de ensayo
lleno de agua fria, tomándolo por la parte inferior. Calentar la parte superior en
la llama de un mechero de Bunsen hasta
que el agua hierva. El tubo aún podrá sujetarse con la mano, lo que demostrará que
el agua es mala conductora del calor.
Convección
2.124 Convección en un tubo de ensayo
Llenar con agua fría un tubo de ensayo de
vidrio grueso. Cuando la misma esté en
reposo, dejar caer en su interior un solo
cristal, m u y pequeño, de permanganato
de potasio, de manera que en su trayectoria hasta el fondo del tubo coloree ligeramente el agua. El tubo deberá sostenerse con los dedos desnudos, próximos a
la superficie del agua pero no por encima
del nivel de la misma. Se calentará entonces en la llama del mechero de Bunsen
la parte inferior del tubo hasta que ya no
sea posible sostenerlo con los dedos sin
protección. La llama del mechero no debe
ser demasiado fuerte. Vaciar entonces el
tubo de ensayo, dejarlo enfriar y llenarlo
nuevamente con agua fría. Cuando ésta
se encuentre en reposo agregar otra vez
un cristal de colorante de permanganato
2.125 Corrientes de convección en el agua
Llenar con agua fría un recipiente grande
y pesarlo cuidadosamente en una balanza;
luego, vaciarlo y llenarlo nuevamente con
el mismo volumen exacto de agua caliente y pesarlo. Se observará que un recipiente con agua caliente pesa menos. A igualdad de volumen el agua fría es más pesada que la caliente. Al calentarse se originan corrientes de convección, ascendiendo el agua caliente por efecto de la presión del agua fria que la rodea. Esta es la
causa de las corrientes de convección en
el seno de los líquidos.
2.126 Otra forma de poner en evidencia
las corrientes de convección en el
agua
Poner a un frasco de tinta o engrudo, un
corcho perforado provisto de dos trozos
97
Calor y temperatura
de tubo de vidrio, como muestra el dibujo.
Para lograr mejores resultados conviene
que uno de los trozos termine en forma
de pico, como el de un gotero para remedios. Este tubo deberá atravesar el tapón
prolongándose por encima del mismo aproximadamente 5 cm. El otro tubo terminará
exactamente al nivel de la parte superior
del tapón prolongándose casi hasta el fondo del frasco. Se llenará éste con agua
bien caliente, intensamente coloreada con
tinta. Luego, llenar un recipiente grande,
de vidrio, como por ejemplo el de una
batería, con agua m u y fría. Lavar bien el
frasco de tinta' y colocarlo rápidamente en
el fondo del recipiente grande. Observar
qué ocurre. ¿Puede explicar el fenómeno
observado?
2.127 Corrientes de convección en el aire
Procurarse un disco de hojalata, delgado,
procedente del fondo de un recipiente cilindricq cortar cuatro paletas en el contorno del mismo y hacerlo girar en la
punta de una aguja de tejer doblada (ver
la figura). Colocar el disco encima de una
llama y girará rápidamente. En forma similar lo hará también una espiral de papel sostenida sobre la punta de U M aguja de tejer. Otra manera de poner en evidencia las corrientes de aire es utilizando
la diferencia entre los índices de refracción del aire caliente y frío. U n a lamparita de automóvil sin reflector proyectará
las 'sombras' de las corrientes de convección originadas por un calentador eléctrico.
2.129
2.128 Las corrientes de convección y la
ventilación
Procurarse una caja provista de ranuras
para tapa corrediza y cortar un vidrio de
ventana que ajuste herméticamente en las
mismas. C o m o variante puede emplearse
una caja común en la que pueda improvisarse la ventana hermética. Practicar cuatro agujeros en ambos extremos de la caja (ver la figura). Cada extremo repre-
senta una ventana. Los agujeros en la parte superior de ia caja representan la mitad superior de cada ventana. Poner en el
interior de la caja cuatro velas; encenderlas y cerrar la caja con el vidrio corredizo. Se podrá ahora estudiar las condiciones de ventilación óptimas. Cerrar las ventanas con tapones sólidos y observar las
velas durante cierto tiempo. Luego, ensayar combinaciones diferentes de las aberturas: abrir la parte superior de una ventana y ia inferior de ia otra; abrir ambas
partes inferiores o la parte superior de
una de ellas, ¿qué combinaciones de las
aberturas producen mejor ventilación? (ver
también el experimento 4.120).
2.129 Tempemtura en la que ei agua alcanza su densidad múximd
introducir un trozo de hielo grande en un
vaso de agua. Disponer dos termómetros
de manera que uno de ellos mida la temperatura cerca de la superficie y otro cerca del fondo. Se observará que el agua
enfriada por el hielo cae al fondo del vaso
y que este movimiento continuará hasta
que la capa de agua profunda alcance
aproximadamente la temperatura de 4' C.
Conservará esta temperatura bastante
tiempo y el agua más fria permanecerá
entretanto en un nivel m á s alto, cerca del
2.129
Calor y temperatura
trozo de hielo. Se puede deducir de esto
que el agua a 4" C es más densa que a
O" C. Este curioso comportamiento del
agua representa un papel importantísirno
en la naturaleza: explica por qué el agua
de un estanque comienza a congelarse
en la superficie y por qué la temperatura
del agua profunda rara vez es inferior a
4" C (ver también el experimento 4.59).
98
tar con la lupa el papel de seda y verificar la distancia entre éste y la lupa. Aproximadamente en el punto medio de la
misma colocar un espejo inclinado y buscar con la mano por encima del mismo el
punto foca1 de las ondas caloríficas. Colocar en dicho punto, sosteniéndolo con el
auxilio de unas pinzas, un trozo de papel
de seda arrugado y comprobar si se enciende.
Radiación
2.130 Transmisión del calor por radiación
El calor puede transmitirse por un m o vimiento ondulatorio, aun a través del vacío: es lo que se llama irradiación. La
propagación del calor por irradiación es
casi instantánea. Colocar la m a n o con la
palma hacia arriba bajo una lámpara
eléctrica no encendida. Encender la Iámpara. ¿La sensación de calor se siente en
seguida después de encendida la lámpara?
El calor no podría haber alcanzado la m a no tan rápidamente, por conducción, pues
el aire es m u y mal conductor del calor.
Tampoco pudo alcanzarla por convección
puesto que ésta llevaría el calor hacia
arriba y, por lo tanto, lejos de la mano.
E n realidad, el calor fue transmitido a la
mano mediante ondas electromagnéticas
cortas, de longitud de onda mayor que las
de la luz. La irradiación propaga el calor
en todas direcciones a partir de la fuente
calorifica. Si se interpone un vidrio entre
la lámpara encendida y la mano, que impida cualquier movimiento del aire, aun
así se percibirá el calor irradiado.
2.131 Las ondas de radiación calorífica
pueden enfocarse
Sostener una lupa bajo la luz solar y enfocar sus rayos sobre un punto fijo, en
un papel de seda previamente arrugado.
Observar cómo éste se enciende debido 0
la radiación calorífica concentrada en el
foco. Tratar de efectuar el mismo experimento con papel de seda ennegrecido con
tinta u hollín: jse enciende m á s rápido?
2.132 Las ondas de la radiación calorífica
pueden reflejarse
C o m o en el experimento anterior, calen-
2.133 Paso de la radiación térmica a través
del vidrio
Poner la mejilla, aproximadamente a 25 c m
de distancia de un agujero practicado en
una hoja de amianto colocada delante de
una fuente de calor (puede emplearse el
Sol). Dicha hoja deberá estar al mismo
nivel del elemento radiante de dicha fuente. Entre la mejilla y el agujero se colocará una placa de vidrio que luego se retirará. Tomar nota de la sensación experimentada. Puede repetirse el experimento
empleando dos hojas de vidrio juntas.
2.134 L a radiación varía según la naturaleza de las superficies
Conseguir tres latas de iguales dimensiones. Pintar una de blanco, interior y exteriormente y otra de negro. Dejar la tercera sin pintar, con la superficie brillante. Llenar las tres hasta la misma altura
con agua caliente a igual temperatura. Verificar ésta y colocar a cada lata una tapa
de cartón provista de un agujero para que
pase el termómetro y colocarlas, separadas una de otra, sobre una bandeja, en un
lugar fresco. Comprobar la temperatura
del agua cada 5 minutos. ¿Se observa alguna diferencia en el tiempo de enfriamiento? ¿Qué superficie irradia mejor el
calor? ¿Cuál es la m á s deficiente? Vaciar
parcialmente las latas cuidando que el nivel del remanente sea igual en las tres y
llenarlas con agua m u y fría. Verificar la
temperatura y cubrirlas colocándolas en
un lugar cálido o al sol, controlando la
temperatura cada 5 minutos. ¿Qué superficie absorbe mejor el calor? ¿Cuál es la
que lo absorbe peor?
99
Magnetismo y electricidad
La cantidad de caior
2.135 Calor y temperalura: el concepto de
caloría
Suspender una lata que contenga 50 cm3
de agua y un termómetro, sobre la llama
baja de un mechero de Bunsen o una vela.
Verificar la temperatura inicial y calentar
durante 2 minutos revolviendo constantemente; luego verificar la temperatura final, en grados Celsius. Vaciar el recipiente y repetir el experimento con 100, 150
y 200 cm3 de agua empleando siempre la
misma llama. Se puede admitir que 1 cm3
de agua pesa 1 g, sin afectar mayormente
la precisión. Calcular para cada caso el
producto de la masa de agua por el aumento de la temperatura. C o m o cada m a sa de agua recibe de la llama el mismo
calor, el resultado indica como unidad adecuada del calor, el que debe absorber 1 g
de agua para que su temperatura se eleve
1" C; unidad que recibe el nombre de caloría-gramo.
2.138
2.136 Valor calorífico de los combustibles
C o m o la cantidad de calor que desprenden los diferentes combustibles es m u y
variable, resulta útil comparar sus rendimientos térmicos. Para esto 3e puede tomar como índice el número de calorías
que desprende la combustión total de un
gramo de sustancia. Es lo que se denomina poder calorífico. Suspender por medio
de alambres una cajita metálica, de un
soporte. Verter en ella 100 cm3 de agua
fría y medir su temperatura. Colocar un
trocito de vela sobre una tapa de lata de
conservas y pesar el conjunto. Situar éste
debajo de la caja y encender la vela. Agitar el agua con el termómetro y cuando la
temperatura alcance los 60" C apagar la
vela y pesar nuevamente la tapa con el
trozo de vela. La masa de agua (en gramos), multiplicada por la elevación de la
temperatura (en "C) dará el número de
calorías producidas y la masa de vela consumida será igual a la diferencia entre
los resultados de las dos pesadas. Conociendo estas dos magnitudes se puede calcular el poder calorífico de la vela.
Magnetismo y electricidad
Electricidad estática
2.137 Producción de electricidad frotando
objetos
Obtener un poco de polvo de corcho raspando un corcho con una escofina. Además, cortar en pequeños fragmentos un
trozo de papel delgado. Tomar un peine
plástico, un lápiz y una estilográfica también de plástico, un trozo de cera, un glo-
bo de goma, un plato de vidrio o porcelana y otros objetos no metálicos que se
encuentren 0 mano. Frotar con fuerza
cada uno de estos objetos sobre los cabeHos o la piel y aproximarlos al montoncito de polvo de corcho (ver la figura). Frotarlos de nuevo y acercarlos a los trocitos de papel. Observar lo que sucede. Repetir el experimento frotando con un trozo de seda y luego con un trozo de franela.
2.138 Un peine que atrae el agua
Ajustar una canilla de manera que fluya
un hilo delgado de agua. Cargar eléctricamente un peine pasándolo varias veces
sobre el cabello y aproximarlo a 2 o 3 c m
del hilo de agua, que será atraído con
fuerza por la carga del peine.
2.139
1O0
Magnetismo y electricidad
2.139 U n globo inmovilizado
Inflar un globo de g o m a y frotarlo vivamente con una piel. Colocarlo contra la
pared: se observará que permanece en su
sitio. Repetir el experimento frotando el
globo sobre los cabellos.
pared. Si el aire es m u y seco se podrá
oír un crepitar provocado por la electricidad estática.
2.142 Un detector de electricidad estática
Cortar una tira de cartón delgado de aproximadamente Z
10 cm, plegarla por el
medio en sentido longitudinal y ponerla
en equilibrio sobre la punta de un lápiz
como muestra la figura. La punta de éste
deberá penetrar apenas en el papel, sin
perfowrlo, de modo que el mismo pueda
girar fácilmente. Cargar un peine frotándolo en el cabello o en iana y aproximar-
x
2.140 Repulsión entre globos
Inflar dos globos y atarlos con hilos de
aproximadamente un metro de largo. Frotar con una piel las superficies de los mismos. Sostener ambos hilos juntos y observar cómo ambos globos se repelen. Colocar la m a n o entre ambos y comprobar
qué ocurre. Aproximar uno de los globos
a la ara. Repetir la experiencia con tres
globos.
2.141 U n diario que queda adherido a Za
pared
Aplicar contra una pared la página de un
diario, presionándola suavemente. Frotarla varias veces en toda su superficie, con
un lápiz o con la mano. Tomar una esquina de esta hoja, atraerla hacia sí y soltarla, en la forma que ilustra la ligura. Se
observará que el papel es atraído hacia la
lo o uno de los extremos del detector. Observar qué ocurre y ensayar con otros objetos previamente frotados.
2.143 Indicador electrostático con una bolilla de médula vegetal
Obtener un poco de médula del interior
del tallo de alguna planta, dejarla secar
bien y moldearla en pequeñas bolitas de
5 m m de diámetro, apretándola firmemente. Pintarlas con pintura de aluminio, grafito coloidal o pintura dorada. Atarles un
hilo de seda de aproximadamente 15 c m
de largo y preparar un soporte de madera para las mismas (ver 2.146 B). Observar el comportamiento de las bolillas
cuando se les aproximan objetos previamente frotados con seda, piel o franela.
Los dispositivos de bolillas de este tipo
se denominan electroscopios. En vez de
bolillas de médula pueden emplearse granos de arroz inflado o bolitas de poliestireno expandido (espuma de estireno), pelotas de 'ping-pong' o cualquier otro objeto
liviano. Lo principal es transformarlos en
101
Magnetismo y electricidad
conductores de la electricidad cubriéndolos
con una pintura metálica. Para que la pintura de aluminio en polvo se adhiera a la
superficie puede emplearse clara de huevo.
2.144 Electroscopio con bolilla de papel
metálico
Hacer una bolita empleando aproximadamente 6 cm2 de papel metálico procedente
de un atado de cigarrillos o de un paquete de goma de mascar. Pegar a la mism a mediante adhesivo un trozo de hilo
de seda o nylon de alrededor de 8 c m de
largo. Atar el otro extremo a una lapicera
a bolilla u otro objeto similar, aislante, y
colocar la misma atravesando la boca de
un tarro de dulce, de manera que la bolilla
cuelgue libremente junto al mismo (ver
la figura). Aproximar a ésta un cuerpo
eléctricamente las hojas de papel se separarán cuando reciban una carga de igual
signo.
2.146 Existen dos clases de electricidad
estática
A. Construir una platina giratoria, clavando un clavo largo en una base de madera.
Insertar un tubo de ensayo en un agujero
practicado en un corcho grande y chato.
Afilar )la extremidad del clavo aguzando
bien la punta e invertir sobre ésta el tubo
de ensayo. Colocar alfileres en la cara
2.146A Las cargas positiva y negativa se atraen
cargado eléctricamente: primero será atraída por el mismo y luego repelida. Frotar
a continuacion otra lapicera plástica contra una caja de útiles o un transportador
de celuloide y aproximarlo a la bolilla y
dejar que ésta se cargue, luego, acercar
el transportador a la bolilla cargada. ¿Qué
le sugieren estos dos tipos de cargas obtenidas por frotación?
2.145 Electroscopio de hojas metálicas
Para construir un dispositivo detector de
cargas eléctricas se requieren: un tarro
vacío, de dulce, un poco de alambre y
algunos trozos de hoja de papel metálico.
Para impedir las pérdidas se empleará un
corcho parafinado, cera aislante o 'perspex'. Introducir en el mismo un trozo de
vari'lla de bronce o de cobre con forma
de L y colgar de su extremo inferior un
trocito de papel de seda plegado o una
tira de papel de aluminio. Si se aproxima
al extremo de la varilla un cuerpo cargado
2.146
2.14SB Empleo de un electroscopio a bolilla de médula,
previamente descargado
2.146
Magnetismo y electricidad
superior del corcho para sujetar los objetos que se coloquen sobre la platina giratoria. Procurarse dos tubos de ensayo
o varillas de vidrio, un trozo de tela de
seda, dos peines de material plástico, una
barrita de ebonita, un poco de lana y un
trozo.de piel o franela.
(a) Frotar el peine con la piel y ponerlo sobre la platina. Repetir la operación
con el otro peine y aproximarlo al que
está sobre la platina. Repetir la experiencia hasta asegurarse de que las observaciones efectuadas son correctas (ver la
figura).
102
ebonita frotada previamente con lana. Observar que al aproximar a la bolilla, cargada negativamente una barra con ia mism a carga, la repele pero es atraída cuando
se le acerca una varilla de vidrio frotada
con seda, con fuerte carga positiva (ver el
dibujo).
Nota: El comportamiento de los objetos
cargados eléctricamente, en la platina, el
electroscopio y frente a la bolilla de m é dula vegetal demuestran la regla general,
según la cual las cargas de electricidad
estática de igual signo se repelen y las de
signo contrario se atraen.
(b) Frotar una varilla de vidrio con
seda y colocarla en la platina. Frotar uno
de los peines con la piel y aproximarlo B
la varilla de vidrio. Repetir hasta estar
seguro de lo observado.
Cuando se frota el peine con la piel,
el material plástico se carga con electricidad negativa y la piel, positivamente. Al
frotar vidrio con seda, aquél se carga positivamente y la seda negativamente.
B. Frotar la varilla de ebonita con un trozo
de lana, aproximándola luego al electroscopio a bolilla descargado. Observar que
la bolilila de médula, primero es atraída y
luego repelida. E n forma similar, frotar
una varilla de vidrio con un trozo de seda
y acercarla a la bolilla descargada del
dectroscopio, que primero será atraída y
luego repelida (ver la figura).
C. Cargar negativamente la bolilla de m é dula vegetal tocándola con una barra de
2.146C Empleo de un electroscopio a bolilla de
medula, cargado
2.147
J
103
Magnetismo y electricidad
2.147 C ó m o producir muchas descargas de
electricidad estática de una misma
fuente
Conseguir un trozo de aluminio de aproximadamente 24 c m de lado (puede servir
una tortera de aluminio). Calentar el m e tal uniformemente en una llama y apoyar
en su centro una barra de lacre o una vela
de cera hasta que se funda y endurezca
sólidamente, pana que haga las veces de
manija (ver la figura). Si se desea una
manija permanente se puede practicar un
agujero en el alumhio y atornillar un
mango de plástico o madera. Procurarse
una cubeta o tazón de material plástico
un poco m á s grande que la tortera; colocarlo sobre una mesa y frotar el fondo por
su parte interna con un trozo de piel o
franela durante medio minuto. A continuación colocar el aluminio sobre el plástico presionando fuertemente con los. dedos. Luego, retirar el recipiente de aiuminio y aproximar el dedo al metal: se producirá una chispa. Pueden obtenerse varias descargas procedentes del plástico
sin necesidad de frotarlo nuevamente. Presionar apenas, con los dedos, el metal contra el plástico y levantarlo tomándolo por
la manija.
La corriente eléctrica
2.148 Pila sencilla construida con dos
monedas
Tomar dos monedas de distintos metales
y limpiarlas bien con lana de acero o
papel de lija fino. Doblar un trozd de papel absorbente o secante formando una
almohadilla ligeramente m á s grande que
las monedas. Mojar el papel secante en
agua salada y colocar una de las monedas
encima de la almohadilla y otra debajo
de la misma y apretarlas entre el pulgar
y el indice2 Conectar ambas monedas a
los terminales de un galvanómetro sensible y observar la deflexión de la aguja.
2.149 Electricidad producida por un limón
Conectar uno de los terminales de un galvanómetro sensible a un trozo de cinc
procedente de la carcasa de una pila seca
en desuso. Conectar el otro terminal a un
trozo de cobre. Apretar un limón contra
2.151
la tabla de (la mesa, haciéndolo rodar al
mismo tiempo, para romper algunas de
las membranas interiores. Clavar las dos
tiras de metal a través de la cáscara del
limón cuidando que no se toquen entre si
(ver la figura). Observar la aguja del
galvanómetro.
Intentar el mismo experimento empleando una patata; ¿la distancia entre ambas
placas afecta la indicación del galvanómetro?
2.150 Examen de una pila seca
Quitar la tapa exterior de una pila seca
usada y $cortara ésta por la mitad con una
sierra para estudiar su estructura. Observar que el carbón, polo positivo, se halla
en el centro y que el cinc, es el polo negativo. El material situado entre ambos es
el electrólito (es decir, la sustancia química que actúa sobre las placas de la
pila). Comprobar cómo dicha sustancia ha
corroído al cinc y que el envase de dicho
metal que la contiene ha sido sellado con
brea lcaliente (ver la figura). Ver también el experimento 2.88.
carcasa de cinc
papel absorbente
barra de carbdn
electrólito mezclado
con material absorbente
2.151 Empleo de una pila seca para alimentar un circuito
Envolver un trozo de cable rígido, de
2.151
Magnetismo y electricidad
campanilla, alrededor del culote roscado
de una lamparita de linterna de manera
que la sujete firmemente. Curvar en forma
de C la parte sobrante del cable. Apoyar
la parte inferior del culote de la lamparita sobre el contacto central de la pila
disponiendo el extremo libre para que por
efecto de su flexibilidad haga contacto
con la base de la misma. Si el contacto
es bueno, la lamparita encenderá. Cualquier tipo de lamparita servirá para esta
experiencia pero dará más luz la fabricada
para funcionar con un solo elemento. Examinar de cerca la lamparita y observar el
fino alambre metálico en su interior, sostenido por dos alambres más gruesos. Se
verán mejor con la ayuda de una lupa.
El hilo metálico fino es de timgsteno; el
paso de la corriente a travos del mismo
produce su calentamiento originando la
emisión de luz. Poner la pila al revés e
invertir las conexiones: se observará que
la lámpara enciende igual a pesar de que
la corriente circula en sentido opuesto.
Hacer un diagrama del paso de la corriente a través de la lamparita y hacia el otro
contacto de la pila. Analizar el significado
de la expresión ‘circuito eléctrico’. Para
utilizar el circuito descripto como linterna
eléctrica simple deberán asegurarse las
conexiones del cable con la pila sujetándolas con bandas de goma.
2.152 U n interruptor simple
Puede improvisarse un interruptor siniple
asegurando uno de los extremos del alambre de campanilla a un lápiz p o r medio
de dos bandas de goma, en la forma que
muestra la figura. La conexión se hace
mediante un segundo alambre pasado por
deb
104
2.153 Empleo de interruptores en el control de circuitos eléctricos
E n un circuito formado por una pila y una
I’ámpara intercalar un interruptor a cuchilcla. Reemplazar a la lámpara por una
campanilla o chicharra y hacer funcionar
el interruptor. Sustituir el interruptor a
cuchilla por uno a botón y probar en el
circuito otros interruptores comunes. Si
es posible desarmar algunos de el!os para
estudiar su construcción.
2.154 Elementos componentes de una linterna eléctrica
Acrecentar en los alumnos la noción de
que una linterna eléctrica es un dispositivo
en el que se emplean un interruptor, m a teriales aislantes y conductores, pilas secas y una lamparita. Invitarlos a que
traigan a clase linternas de diversos tipos
y las desarmen. Razonar acerca de la función de cada una de sus partes. Tratar de
conectar la lamparita a la pila seca por
medio de un cable curvado sin emplear
la caja de la linterna. Armar a ésta nuevamente. Incitar a los alumnos a que descubran por sí mismos el circuito de una
linterna e indiquen dónde se produce la
apertura y cierre del mismo. E n las de
metal, la caja forma parte,del circuito.
E n una de dos elementos las pilas deben
colocarse de manera que la base de una
esté en contacto con el borne superior de
la otra para que el circuito eléctrico se
integre en forma adecuada. Dejar que los
alumnos ensayen la colocación de las
pilas en distintas posiciones hasta descubrir en cuál de ellas funciona mejor la
linterna (ver la figura).
105
Magnetismo y electricidad
2.156
2.156 Tablero de circuitos
(a) Todos los experimentos en los que se
emplean pilas secas c o m o fuente de energía eléctrica pueden realizarse m á s fácilmente mediante un sencillo tablero de circuitos. Se usará como base un trozo de
'hardboard' o madera iterciada de 30 X 30
c m y sobre el mismo se fijarán grapas
para sujetar las pilas y tiras flexibles de
E
Partes funcionales de una
linterna eléctrica
2.155 ¿Conductor o no conductor?
Pedir a los niños que reúnan materiales
con el objeto de verificar su conductividad eléctrica y responder a la pregunta
del título. Ensayar con papel, goma de
borrar, botones plásticos, llaves, monedas,
généro, piolín, tiza, vidrio, clavos, limaduras de clavos, cable aislado y pelado,
A
portalkmparas
B conectadores de alambre de cortina
c pilas
abrazaderas a presi6n
uniones de metal flexible
F soportes de latón para varillas de cortinas
c base de madera
D
E
metal que servirán de conexión entre las
mismas. Se armará el circuito atornillando
a la base soportes de latón par4 varillas
de cortinas, en la forma indicada en la
figura.
(b) Pueden confeccionarse conectadores
flexibles de largo variable con alambre
para cortinas con ganchos en cada extremo.
etc. Realizar la prueba en un circuito haciendo puente a través de un interruptor
de cuchilla, abierto o bien empleando un
probador construido en la forma que muestra el-dibujo.Los materiales que permiten
.el paso de la electricidad reciben el nombre de conductores y los que no se llaman
no conductores o aisladores. L a parte de
cobre de un cable es un conductor y su
recubrimiento un aislador (ver tamblén
el experimento 2.59).
c) Pueden colocarse portalámparas en
circuitos usando conectadores de alambre
para cortinas o alambre de cobre Nv 16 sin
aislación.
Magnetismo y electricidad
2.157
(d) Otras conexiones pueden hacerse
con trozos de distinto largo de alambre
de cobre sin aislación provistos en sus
extremos de broches ‘cocodrilo’.
=-------
106
¿Experimenta alguna variación cuando se
emplea solamente una pila?
-
2.157 Pilas en serie
A. Conectar dos pilas secas en la forma
que indica la figura. Observar que están
dispuestas de manera que el negativo de
una está en contacto con el borne positivo
de la otra. Cuando las pilas están conectadas en la forma indicada se dice que están
en serie.
B. Intercalar en el circuito una lámpara
de 4,5 voltios, primero con una pila, luego
con dos y finalmente con tres en serie.
Observar cómo varía el brillo de. la iámpara. En este tipo de conexión el voltaje
Diagrama de un circuito form a d o por 2 pilas en serie y
una lámpara. El trazo corto
y grueso representa al terminal negativo, el largo y fino
al terminal positivo
”
‘
esigual a la suma de los voltajes de cada
una de las pilas, por consiguiente, si se
emplean pilas de 1,5 voltios, dos pilas
producen 3 voltios y tres pilas 4,5 voltios.
2.158 Pilas en paralelo
Las pilas pueden conectarse entre sí uniendo todos sus terminales positivos y haciendo lo mismo con los negativos. Se dice
entonces que están conectadas en paralelo (ver la figura). Para estudiar el comportamiento de las pilas conectadas en
paralelo se requiere un tablero de circuitos especial. ¿Qué ocurre con d brillo de
la luz si se desconecta una de las pilas?
Cuando las pilas están conectadas en
paralelo el voltaje total no es mayor que
el de una sola pila; sin embargo, la corriente total disponible ha aumentado en
proporción con el número de pilas.
2.159 Circuitos simples
A. Lámparas en serie
Conectar una pila y una lámpara en la
forma que indica el diagrama del ángulo
superior izquierdo de la figura. Observar
el brillo de la lámpaTa y luego conectar
los demás circuitos ilustrados verificando
el brillo de las #lámparasa medida que se
pasa de uno a otro. (Nota. Asegurarse de
que todas las lámparas den una luminosidad razonablemente uniforme, de lo contrario los resultados no serán dignos de
confianza.) Estos ‘diagramas de conexiones’ son útiles para los trabajos prácticos
pero los alumnos, a medida que progresan
necesitan aprender a interpretar diagram a s de circuitos teóricos. Ejercitarse en
el empleo de los símbolos convencionales
representados en los esquemas que siguen,
de circuitos equivalentes.
Cuando las lámparas están conectadas
en serie, el voltaje total se divide entre
las mismas; por ejemplo: si se conectan
en serie tres lámparas iguales a una batería de 3 voltios, cada una de ellas recibirá 1 voltio.
107
Magnetismo y electricidad
-
.
.
'
.
'A
.
l
-
+ - + +
-
2.159
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1 . .
.
i
.
.
.
1
0:agramas
de circuitos equivalentes
L::q
0. Lámparas en paralelo
Estudiar los cambios de brillo de lámparas
conectadas en la forma ilustrada en el
dibujo de abajo. Así conectadas, en paralelo, cada una de ellas recibe el voltaje
Da
-~--
total de la fuente. En (d) y (e) se han
conectado en paralelo con una batería,
cadenas de lámparas en serie. Esta disposición se denomina: circuito de series en
paralelo. ¿Cómo describiría el circuito representado en (f)?
2.160
108
Magnetismo y electricidad
Q'
C
e"
2.160 Cómo actúa un fusible
Examinar fusibles en buenas condiciones
y quemados. Son uno de los dispositivos
de seguridad empleados para proteger los
circuitos eléctricos contra las sobrecargas. Cuando una cantidad peligrosa de
corriente fluye a través de un circuito,
el alambre fusible se funde abriendo el
mismo. Cortar una tira m u y delgada de
papel metálico, de envolver, y fijarla entre
los extremos salientes de dos cables pasados a través de un corcho. En lugar de
papel metálico puede usarse una hebra de
lana de acero procedente de un estropajo.
Se tendrá así un modelo de fusible apto
para funcionar con pilas secas. Armar el
circuito en la forma que indica el dibujo
y experimentar con láminas de distintos
tipos y formas hasta que el modelo funcione demostrando el principio del fusible. (En la práctica, por supuesto, nunca
se deberá conectar el fusible a los terminales de la fuente de energía eléctrica.)
2.161 Empleo de los fusibIes
A. Poner el modelo de fusible del experimento 2.160 en un circuito en serie con
tres pilas y una lámpara, representado en
la figura. Poner la lámpara en cortocircui-
A
broche cocodrilo
to mediante un broche 'cocodrilo'. Si el
fusible no se funde cortar una tira más
delgada de papel metálico. Experimentar
con distintas clases y anchos de hojas metálicas hasta lograr una que correctamente conectada conduzca la corriente pero
que se funda al ser puesta er cortocircuito. Reemplazar entonces el fusible y agregar más lámparas en paralelo hasta que
éste se queme.
B. Analizar los peligros de una sobrecarga en una instalación eléctrica doméstica
aplicando a un circuito una carga excesiva. E n las casas viejas frecuentemente los
circuitos han sido proyectados para trabajar con cargas mucho menores que las
que se les aplica actualmente. Cuando se
1 o9
2.163
Magnetismo y electricidad
‘Lisan varios artefactos al mismo tiempo
los conductores eléctricos se sobrecalientan provocando un incendio. Examinar los
peligros que encierra el empleo de monedas en lugar de fusibles y el uso de fusibles de mayor resistencia que la que requiere el circuito. U n fusible de 30 amperes en un circuito proyectado para 15 a m peres no ofrece ninguna garantía de seguridad. Para evitar accidentes los artefactos deben ser conectados o enchufados sólo por personas competentes.
2.162 Obtención de calor y luz de la elect ricidad
Pasar a través del corcho de una botella
pequeña dos trozos de cable de campanilla. Puede prepararse un corcho adecuado
cortando uno de los extremos de uno m á s
largo o bien usando un tapón de goma
con doble perforación. Envolver los extremos de un trocito de alambre m u y fino, de hierro, alrededor de las puntas de
los alambres de cobre y poner el corcho
en la botella (ver la figura). El artefacto
se procede con cuidado, la lámpara podrá
encenderse varias veces antes de que se
consuma el filamento pero, finalmente, el
alambre de hierro ca!entado 5e combina
con el oxígeno del aire contenido en la
botella, quemándose. Las lámparas fabricadas para el comercio no contienen oxígeno en su bulbo y su filamento de tungsteno puede calentarse a temperaturas lo
suficientemente elevadas como para que
brille sin arder. El bulbo de vidrio evita
el peligro de incendio y las descargas eléctricas por contacto permitiendo que la Iámpara Pueda usarse con seguridad.
2.163 lnstrumentos simples para demostrar
el paso de corrientes eléctricas
Conseguir un poco de alambre para campanilla con aislación de algodón y envolver prolijamente 50 o 60 vueltas alrede-
B
k-_
j
A
E
broches cocodrilo
interruptor
resultante será un modelc rudimentario
de lámpara eléctrica. Conectarlo a un circuito alimentado por una o más pilas secas y cerrar el mismo mediante el interruptor hasta que el alambre fino, o filamento, comience a ponerse incandescente,
abrir entonces nuevamente el circuito. Si
dor de una botella de unos 8 c m de diámetro, formando una bobina. Retirarla de
la botella y atarla fuertemente con trozos
de alambre corto o con cinta aisladora.
Montar la bobina sobre una base. La pequeña plataforma para la brújula (ver la
figura) puede hacerse practicando un agujero en un corcho para permitir el paso
de la bobina, asegurando después corcho
y bobina a la base mediante lacre fundido
o cola. Poner la brújula sobre el corcho y
girar la bobina hasta que esté alineada
2.163
Magnetismo y electricidad
con la aguja. Conectarla a una pila seca
y observar la deflexión de la aguja. Invertir entonces las conexiones y observar
nuevamente. Puede construirse un instrumento m á s sensible haciendo un pequeño
receptáculo con madera de caja de cigarros, de dimensiones suficientes como para
alojar la brújula. Colocar a ésta en su
caja y envolver la misma con 20 vueltas
de alambre de campanilla en la forma que
ilustra la figura.
Magnetismo
2.164 Una sencilla brújula, sin aguja
A. Imantar una varilla de hierro o un
trozo de cuerda de reloj frotándolo con
una piedra imán o con un imán de otro
Ir
110
la. Sujetar la varilla imantada a los dos
pasadores salientes del botón, apoyando
la parte convexa del mismo sobre un trozo de vidrio u otra superficie pulida.
B. Otra aguja de compás sencilla puede
hacerse con dos agujas de coser imantadas atravesadas por los agujeros de un
broche a presión grande. Este puede ponerse en equilibrio sobre otra aguja clavada en un corcho por el lado de su ojo
(figura B). En caso de usarse un broche
a presión más pequeño, deberá sostenerse
por el reborde con unas pinzas mientras
se introducen presionando ambas agujas
por los agujeros pequeños.
C. Clavar la aguja imantada en un cartoncito que a su vez se suspenderá de un
hilo de manera que la oscilación conjunta
de aguja y cartón formen otra brújula simple (ver la figura C). En la extremidad
del imán, que apunta hacia el norte fijar
una pequeña flecha de papel, mediante
cola o goma laca.
2.165 Determinación de la inclinación
magnética
Con una aguja de tejer atravesar un corcho perpendicularmente a su eje. Suspender el conjunto en equilibrio horizontal
sobre una tira de cobre doblada en forma de U, utilizando alfileres como eje (ver
la figura). Retirar el conjunto de sus pun-
B
tipo. Para convertirlo en aguja de brtíjula
se requiere un soporte lo m á s exento posible de fricción. Esta condición puede
lograrse de varias maneras: Cerrar uno de
los extremos de un tubo corto de vidrio
(de 2 cm) calentándolo en una llama. Colocar este tubo pequeño sobre la punta
de un alfiler atravesado a un trozo de
madera o corcho y fijar la barrita de acero al tubo con cola o plastilina ajustándola para que oscile libremente con uniformidad (ver la figura A). Otra forma de
suspender la aguja es empleando la parte
metálica de un viejo botón forrado de te-
tos de apoyo e imantar la aguja sin desplazar el corcho. Una vez colocado nuevamente en su apoyo, uno de los extremos de la aguja de tejer será atraído hacia abajo por el campo magnético terrestre. Un transportador permitirá medir el
ángulo de inclinación. Para suspender el
imán se podrá emplear también como variante, un trozo de válvula de bicicleta
atravesado por un alfiler, que hará las veces de eje de suspensión. Los puntos de
111
Magnetismo y electricidad
apoyo podrán improvisarse con dos tarjetas postales separadas por medio de corchos sujetos con chinches. Se podrá entonces marcar coh un lápiz el ángulo de
inclinación que luego se medirá.
2.166 U n a bobina,imantadora
Para imantar las agujas de acero servirá
un trozo de vidrio ordinario sobre el que
se habrán bobinado m u y juntas muchas
vueltas de alambre de cobre aislado. U n a
pila de linterna suministrará la corriente
necesaria, pero no deberá dejarse conectada más tiempo del requerido (ver la figura).
2.167 Imán suspendido libremente
Suspender libremente un imán de un estribo. Este puede consistir en dos lazos
de hilo de algodón dispuestos de manera
que el imán cuelgue de ellos en la forma
indicada en el dibujo. Experimentar con
imanes estudiando el efecto de atracción
2.1 70
y repulsión. Deberá evitarse el choque entre imanes como así también aproximarlos uno a otro forzando su mutua repulsión, lo que finalmente podría debilitarlos.
Aproximar a los polos del imán suspendido otro, para comprobar si los polos del
mismo nombre se atraen o se repelen (ver
la figura).
2.168 Imanes naturales
El mineral de hierro magnético es m u y
común en muchas regiones del mundo. Procurarse un trozo del mismo. Se trata de
un imán natural. Desparramar algunas limaduras de hierro o trozos de lana de
acero finamente cortados sobre una hoja
de papel blanco y observar cómo el mineral magnético los atrae, Tratar de levantar objetos de hierro m á s pesados, como por ejemplo broches o tachuelas. Aproximar u n trozo del mineral a una brújula
y observar qué ocurre: ¿todas las partes
del mineral magnético afectan a la bnijula de la misma manera?
2.169 Obtención de imanes artificiales
Se pueden conseguir imanes artificiales
potentes, para estudiar el magnetismo,
desarmando diversos aparatos fuera de
uso como, altoparlantes de radio, viejos
receptores telefónicos y velocímetros de
automóviles. Frecuentemente pueden adquirirse imanes en el comercio y en las
casas de instrumental científico. Los imanes artificiales se fabrican con formas diversas, como la de herradura o U, o bien
rectos en forma de barra.
2.170 identificación de sustancias magnéticas
Reunir diversos objetos pequeños de papel, cena, latón, cinc, hierro, acero, níquel,
vidrio, corcho, goma, aluminio, cobre, oro,
plata, madera, estaño, etc. Probar cada
uno de ellos con un imán para determinar a cuáles atrae y a cuáles no. Aproxim a r a la aguja de la brújula un trozo de
alambre de hierro dulce y uno de alambre d e acero duro, de cuerda de piano y
comprobar si se produce alguna perturba-
ción.
2.171
Magnetismo y electricidad
112
2.171 Polos magnéticos
Cortar un trozo de alambre de acero en
desuso, de 6 c m de largo y pasar uno de
los extremos de un imán de acero a lo
largo del mismo, de punta a punta, sólo
una vez y en una única dirección. Verificar si ha quedado magnetizado acercándolo a limaduras de hierro: &as atrae
con igual fuerza en toda su longitud? Las
zonas de máxima atracción reciben el nombre de polos.
2.172 Partiendo imanes
Tomar un trozo de alambre de acero imantado y colocarle una flecha de papel en su
polo norte. Partirlo por el medio y tratar
de aislar a uno de sus polos. Probar con
ambos extremos de cada uno de los pedazos y tomar nota de los resultados; en
particular, del tipo de magnetismo observado en cada lado de la rotura. Cortar un
pequeño trozo de sólo unos pocos milímetros de alambre imantado y probarlo con
limaduras de hierro si es demasiado corto
para permitir el empleo de una brújula
flotante: ¿Cuál sería el resultado si se
pudiera efectuar la prueba con sólo un
grano de imán pulverizado?
2.173 Campos magnéticos bidimensionales
A. Poner sobre el banco una barra magnetizada. Desparramar limaduras de hierro sobre una cartulina delgada y colocar
ésta sobre el imán sosteniéndola de m a nera que no esté en contacto con el mismo. Si se golpea la cartulina con un lápiz
podrá observarse la forma del campo magnético. Las limaduras de hierro pueden
obtenerse desmenuzando un estropajo de
lana de acero o limando el extremo de un
clavo sujeto en el tornillo de banco.
B. Efectuando sobre el banco combinaciones de imanes se podrán observar interesantes campos magnéticos (ver la figura).
Probablemente ,los alumnos desearán
conservar un registro permanente de los
resultados mejores. U n a de las formas de
lograrlo consiste en sustituir la cartulina
por papel fotográfico sobre el que se proyectará una luz intensa. Esta operación
deberá efectuarse en un cuarto oscuro.
Puede también pulverizarse la figura formada por las limaduras al distribuirse a lo
largo del campo magnético con tinta negra o barniz mediante u n atomizador para
perfumes o un aerbgrafo.
2.174 Campos magnéticos tridimensionales
Colocar en un pequeño recipiente de vidrio con cierre hermético una cucharada
de limaduras de hierro y agregar aceite
u otro líquido viscoso. Sacudir la mezcla
y verificar si las limaduras quedan en suspensión. Si el aceite fuera demasiado viscoso, clarificarlo agregándole algún 1íquido miscible hasta conseguir que las limaduras queden suspendidas en la mezcla.
Si se colocan varios imanes junto a las
paredes laterales del recipiente las limaduras de hierro formarán estructuras magnéticas tridimensionales. Un procedimiento de mayor permanencia consiste en la
sustitución de la solución viscosa por una
sustancia plástica en estado líquido, que
luego se dejará solidificar.
113
Magnetismo y electricidad
Electromagnetismo
2.175 Electroimanes cilíndricos
Tomar un perno de hierro de unos 5 c m
de largo, con su tuerca y dos arandelas.
Disponer una arandela en cada extremo y
ajustar la tuerca. Entre las dos arandelas
enrollar cable aislado dejando un extremo
libre de 30 c m al comenzar a bobinar. Después de haber enrollado alrededor del perno desde una arandela hasta la otra varias capas de cable, cortarlo, dejando también un extremo libre de unos 30 cm. Retorcer los dos extrenios libres cerca de su
final y luego rodear con cinta adhesiva
cada extremo del carrete así armado para
impedir que el cable se desenrolle. Quitar
2.177
rificar con una brújula la polaridad de
cada extremo; luego, invertir las conexiones a la batería y verificar nuevamente.
2.176 Electroimanes en herradura
Conseguir un perno largo o un trozo de
varilla de hierro de aproximadamente 5
m m de diámetro y 30 c m de largo. Doblarla en forma de U y enrollar sobre la
misma varias capas de alambre para campanilla en cada brazo del imán dejando
libre la parte curva, como indica la figura
y comenzando por el extremo de uno de
los brazos. Dejar un excedente de alrededor de 30 c m de cable para efectuar las
conexiones. Enrollar sobre uno de los polos aproximadamente tres capas, cruzando
luego el cable desde el extremo superior
de este brazo hasta el otro cuidando de
bobinar este palo exactamente en el sentido indicado en la figura. Envolver aproximadamente tres capas y una vez hecho
esto cubrirlas con cinta adhesiva para impedir que se desenrollen. Quitar la aislación de uno de los extremos del cable,
conectarlo a dos pilas secas y probar los
polos del electroimán: uno deberá ser norte y el otro sur. Si ambos tuvieran la
misma polaridad, el segundo enrollamiento debe haberse efectuado en sentido equivocado; habrá que deshacerlo y rebobinarlo nuevamente en dirección opuesta. Tratar de levantar pequeños objetos con este
imán. Comparar su fuerza con la del electroimán recto construido anteriormente.
la aislación de los dos extremos del alambre. Unir dos pilas secas en serie y conectar a las mismas este electroimán (ver
la figura). Levantar algunas tachuelas y
clavos. Mientras éstos son retenidos por
el imán desconectar uno de los cables de
las pilas y observar. Hacer 10 mismo con
otros objetos de hierro y acero. Mientras
la corriente pasa por el electroimán, ve-
2.177 Comparación de la fuerza de los
electroimanes
Enrollar sobre un perno recto, de hierro,
25 vueltas de alambre para campanilla,
conectando ambos extremos a una pila
seca. Contar el número de tachuelas que
se pueden levantar con este electroimán.
Realizar la experiencia tres veces, verifi-
2.177
Magnetismo y electricidad
cando el número y calcular el promedio.
Repetir la operación con dos pilas conectadas en serie; luego, bobinar 25 vueltas
más en el mismo sentido y unirlas a las
primeras comprobando nuevamente la fuerza del electroimán; primero, con una y
luego con dos pilas secas y empleando tachuelas. Finalmente,bobinar otras 50 vueltas, completando 100 vueltas en total, y
repetir la medición con una y dos pilas.
C o m o experimento adicional, retirar 50
vueltas y rebobinarlas sobre el perno en
sentido opuesto. Con 100 vueltas enrolladas de esta manera, conectar ambas pilac
y comprobar nuevamente 4a fuerza.
2.178 C a m p o magnético generado por una
corriente eléctrica al pasar por un
cable
Practicar un agujero en el centro de una
cartulina blanca, pequeña, y pasar por el
mismo un trozo de alambre de cobre calibre 26, de un largo aproximado de 25 cm,
conectando el mismo a una pila seca o a
los terminales de una fuente de poder de
bajo voltaje. Esta cartulina deberá colocarse en posición horizontal. Hacer pasar
la corriente y desparramar limaduras de
hierro sobre ‘la cartulina, golpeándola ligeramente con un lápiz. Observar el dibujo que se ha formado. Retirar luego las
limaduras de hierro y explorar el campo
magnético con una brújula pequeña. Invertir luego las conexiones y comprobar
el efecto en la aguja de la brújula.
2.179 Campo magnético en eZ interior de
un bobinado abierto
Exploraremos ahora el campo en el interior de una bobina. Enrollar cinco espiras
espaciadas sobre un cilindro de madera
y retirar, deslizándola, la bobina del cilindro, montándola sobre un cartón en el
que previamente se habrán practicado ranuras, conectando la misma a los contactos de una fuente de poder de reducido
voltaje, corriente continua, o bien a una
pila seca (ver el dibujo). Sobre el cartón
se dispersarán limaduras de hierro, prestando particular ,atención al campo magnético del interior de ia bobina. Dar paso
a la corriente y golpear suavemente el car-
114
tón observando la figura formada por las
limaduras. Después de efectuada la prueba con limaduras, puede realizarse einpleando brújulas. La bobina abierta utilizada en el experimento se denomina también ‘solenoide abierto’ y si está formado
por muchas espiras juntas ‘solenoide de
espiras juntas’. Empleando el mismo dispositivo y un solenoide de espiras juntas,
los alumnos podrán estudiar la semejanza
entre los campos magnéticos producidos
por un imán en forma de barra y el externo producido por un solenoide.
2.180 Generando electricidad con un imán
y una bobina
Para este experimento se requiere uno de
los detectores de corrientes eléctricas descriptos (2.163). Conectar con el detector
una bobina de aproximadamente 50 espiras mediante cables largos, de m o d o que
la bobina y el imán que se emplearán puedan mantenerse bien alejados de la brújula del detector de corriente. Mover la
115
Magnetismo y electricidad
bobina sobre uno de los polos de un imán
permanente, en herradura, observando al
mismo tiempo la aguja de la brújula mientras la bobina se desplaza a través del
campo magnético. Apartar entonces la bobina de dicho polo y observar la aguja.
Mover la bobina acercándola y apartándola
del otro polo del imán. Luego, sosteniendo
la bobina introducir uno de los polos por
el centro de la misma. Al cortar la bobina
las líneas de fuerza del imán se generará
en ella una corriente eléctrica.
2.181 Un motor eléctrico sencillo
En este modelo simple se emplea corriente de una pila seca para excitar los campos magnéticos y bobinados de las armaduras. Preparar una tabla de 20 por 25 c m
que hará las veces de base. Perforar un
pequeño orificio en su centro y pasar por
él un clavo de hierro, grande, de unos
15 cm. Bobinar prolijamente 100 espiras
de cable para campanilla, aislado, sobre
otros dos clavos de 15 c m dejando chicotes terminales de alrededor de 30 c m y
clavar éstos sobre la base con una separación de 15,5 c m entre sí. Clavar además
dos clavos pequeños, en diagonal, a 5 c m
de distancia del clavo grande central. Pelar
los extremos libres de las bobinas y envolverlos con varias vueltas alrededor de los
clavos, curvándolos de manera que apoyen
haciendo contacto con el clavo central.
Estos terminales servirán de escobillas.
Debe cuidarse que las bobinas de campo
estén devanadas en el sentido correcto.
El diagrama B es un plano completo del
sentido de los devanados; de otra manera,
el motor no funcionará. Los otros chicotes terminales de las bobinas deberán asegurarse a unos tornillos colocados en los
ángulos de la base. Se han completado
dos de las cuatro partes esenciales de un
motor: los electroimanes de campo y las
escobillas. Faltan el bobinado de la armadura y el conmutador. Perforar transversalmente un corcho de 4 cni de diámetro,
pasando a través del mismo un clavo grande, de 13 cm. Devanar eri cada uno de
los extremos libres de éste alrededor de
40 vueltas de cable aislado para campa-
2.181
nilla, cuidando hacerlo en el sentido correcto indicado en el diagrama. Pelar las
puntas libres y seguidamente,practicar con
prolijidad una escopladura redonda, con
ayuda de un cortaplumas, en el centro
del corcho e insertar en la misma el extremo cerrado de un tubc de ensayo de
10,5 o 13 cm, de manera que calce ajustadamente. Esto completa el bobinado de
la armadura. Ahora puede construirse el
conmutador: cortar dos trozos rectangulares de lámina de cobre de una anchura
aproximada de 4 c m y de longitud suficiente como para rodear el tubo de ensayo
dejando un espacio libre de alrededor de
6 m m entre ambas chapas. Curvarlas para
que se adapten al tubo y practicar en cada
una de ellas un pequeño agujero en el
que se soldarán o engancharán, retorciéndolos, los extremos pelados de los cables
terminales de los bobinados de la armadura. Asegurar estas placas conmutadoras
firmemente en su posición con tela adhesiva arriba y abajo. El rotor, formado por
la armadura y el conmutador está ahora
complttc. Colocarlo en posición sobre su
apoyo vertical, poniendo ambas escobillas
en contacto con el conmutador. Girar el
tubo de ensayo en el corcho hasta que las
escobillas apoyen en los espacios libres
cuando la armadura esté alineada con los
electroimanes de campo. Si los devanados
y conexiones se han realizado eti la forma
indicada, una vez conectado el motor con
una o dos pilas y luego de aplicar un ligero
impulso a la armadura, arrancará con gran
velocidad. Si no funcionara, inspeccionar
las escobillas verificando si hacen un contacto leve pero efectivo. Tal vez convenga
modificar su ángulo, para lo cual habrá
que desenrollarlas de los clavos y sostenerlas con los dedos presionando levemente contra las placas del conmutador. Al
par que se las sostiene, siempre paralelamente, inclinarlas a distintos ángulos
mientras un ayudante hace girar con la
m a n o la armadura. Observar el punto en
el cual la armadura gira con mayor velocidad y fijar las escobillas en dicha posición.
2.182
Movimiento ondulatorio
i16
Motor eléctrico senciIIo
+ (a) disposicibn general
A imanes de campo
armadura 4 0 vueltas
en 'cada poloc conmutador
D escobillas
E
(c) detalle del conmutador
0
(observar el sentido
del devanado)
Movimiento ondulatorio
Produceion de ondas
2.182 Observación de la propagación de
ondas a lo largo de una soga
Mostrar a la clase una soga larga de las
de tender la ropa y preguntar a los alumnos si pueden indicar alguna manera de
producir ondas que se propaguen a lo largo de la misma. Dejarlos que ensayen los
métodos propuestos y observar cuáles son
los más efectivos. Sugerirles entonces, que
uno de los alumnos ate uno de los extrem o s de la soga a la manija de la puerta,
o a un árbol y tire del otro, de manera
que aquélla no toque el suelo y dejar que
traten de producir ondas, grandes y fácilmente visibles moviendo el extremo de la
cuerda hacia arriba y abajo rítmicamente
para producir ondas verticales o hacia la
izquierda y derecha para hacer ondas horizontales. Hacer que pruebe otro alumno, golpeando la cuerda con un palo en
forma rítmica. ¿Ven los !alumnos las ondas? El mejor lugar de observación es
cerca de uno de los extremos de la cuerda.
Unos trozos de género de colores vivos
atados a la soga a intervalos regulares
ayudarán a hacer m á s visible el movimiento. Explicarles que la pregunta que de
inmediato se plantea, luego de haber ob-
117
Movimiento ondulatorio
servado las ondas en la cuerda es: ¿Por
qué se originan allí? invitarlos a que expongan sus teorías al respecto. Mediante
la formulación de esta pregunta puede introducirse el concepto de energía aplicada.
2.183 Construcción de un tanque para estudiar las ondas
Practicar una abertura rectangular en el
fondo de una cubeta de las empleadas
para revelado fotográfico, de aproximadamente 30 >( 45 c m , dejando alrededor un
borde de unos 2,5 c m de ancho. Pegar en
el fondo del tanque, sobre dicho reborde
una lámina de vidrio transparente, utilizando cola impermeable y dejarla secar.
Este tanque puede usarse de dos maneras:
A. Conseguir una caja de cartón de 30 X
30 X 45 c m y cortar en el centro de una
de sus caras menores un agujero circular
de 15 c m de diámetro. Pintar el interior
de la caja de color negro mate. C o m o
fuente luminosa puntiforme, colocar una
lamparita de automóvil, con su portalámpara sobre un cubo de madera de 7,5 c m
de lado. Poner el tanque sobre la abertura circular de la caja y llenarlo con
agua hasta una altura de aproximadamente
5 mm. Oscurecer la habitación y encender
la lamparita (ver el dibujo). Observar la
sombra circular que se proyecta en el
cielorraso cuando cae dentro del tanque
una gota de agua procedente de un embudo chico o de una pipeta. Si dicha sombra
resulta distorsionada por la acción de las
ondas reflejadas por las paredes del tanque, improvisar una ‘playa’ en pendiente
con marcos de contención del agua a
lo largo de los bordes. En.caso de producirse formaciones paralelas a los bordes causadas por la vibración de conjunto del tanque, colocarlo sobre una alfombrilla ‘absorbente’ de goma o de fieltro.
U n vibrador con uno de‘ sus extremos introducido en el agua producirá trenes de
ondas continuos. Para construir el vibrador sujetar por su parte media una hoja
de sierra de 30 c m de largo uniendo a
uno de sus extremos, mediante un terminal eléctrico o un perno pequeño, un trozo
de alambre de cobre grueso. Doblar en
ángulo recto con respecto al plano de la
2.185
hoja este alambre y cortarlo dejando un
apéndice de alrededor de 2,5 c m de largo.
Sujetar la hoja de sierra a un soporte
firme de laboratorio de m o d o que el extremo del alambre de cobre se sumerja en el
agua del tanque. Hacer vibrar la extremidad libre de la sierra y observar las ondas
que se producen. Cortar un trozo de hoja-
lata en forma de T para construir una paleta agitadora destinada a producir ondas
planas y uniría como en el caso anterior
al extremo libre de la hoja de sierra. Pegar sobre ésta, cerca del alambre de cobre
un trozo de plastilina para equilibrar a m bos extremos, así la vibración podrá mantenerse durante bastante tiempo.
B. El tanque puede también montarse sobre patas colocando la fuente de luz encim a del mismo. U n a hoja grande de papel
blanco o un trozo de ‘hardboard‘pintado
de blanco colocado debajo del tanque facilitará la observación de las ondas. La
Iámpara deberá regularse a la altura adecuada para la mejor observación. La profundidad del agua recomendada es de
5 mm. Con profundidades de 3 m m las
ondas se amortiguan a corta distancia pero no existe el inconveniente de las reflexiones. Con profundidades superiores a
6 m m las reflexiones en el borde pueden
ser m u y molestas. Las ‘playas’ de contención de gasa originan múltiples reflexiones débiles, que pueden ser más molestas
que la reflexión ligeramente m á s fuerte y
2.183
Movimiento ondulatorio
neta producida sin la gasa. Si es posible
oscurecer ia habitación las ondas entonces
serán más efectivas y claramente visibles.
Si esto no fuera posible es aconsejable
emplear como fuentes luminosas, lámparas de 48 vatios. Comenzar el experimento pid:endo a los alumnos que pongan
agua en el tanque hasta una altura de
aproximadamente medio centímetro y que
originen ondas con sus dedos tratando de
extraer las conclusiones que puedan de
esta experiencia. Advertirles que los dibujos, similares a los de las mantas escocesas,que se producen cuando se sacude
el tanque, no obstante su atractivo, son
excesivamente complicados para que de
ellas se puedan extraer conclusiones científicas.
2.184 lrnpulsos de ondas circulares simples en el tanque de ondas
Comenzar produciendo una sola onda circular en el centro del tanque y luego varias sucesivas empleando: (a) un dedo; (b)
tocando el agua con un 1áDiz; (c) dejando
caer una gota de agua desde un gotero.
2.185 Impulsos rectos, simples
Pueden generarse impulsos imprimiendo a
una varilla cilíndrica, de madera, introducida en el tanque un movimiento de rotación vivo en uno y otro sentido. Si dicho
movimiento se efectúa en forma continua
se producirán trenes continuos de ondas,
de bastante amplitud en las proximidades
de la varilla y cuya nitidez aumentará a
medida que se alejan. Su tersura será m a yor si el filamento de la lámpara es paralelo a las mismas.
2186 Reflejo de los impulsos por una barrera recta
Observar qué ocurre cuando la onda (impulso) choca contra una de las paredes
del tanque. Experimentar con: (a) un impulso circular; (b) un impulso recto que
choque perpendicularmente contra las paredes del tanque (es decir, normalmente a
las mismas); (c) un impulso recto que alcance a la parea en forma oblicua (es
decir, que incida bajo distintos ángulos).
Evitar la elección de un ángulo de inciden-
118
cia de 45" porque en este caso particular
la comprobación de la influencia del ángulo de incidencia es m á s difícil de observar;
ensayar con ángulos de incidencia mucho
menores y mucho mayores.
2.187 Reflexión en una barrera curva
Ensayar el reflejo de un impulso sobre
una barrera curva formada por un tubo de
goma dispuesto de modo que su forma
sea aproximadamente parabólica. Para facilitar su curvatura y contrapesarlo dentro del tanque conviene colocar en su interior, un alambre de cobre grueso, antes
de curvarlo.
2.188 Refracción de las ondas
Se puede estudiar la propagaci6n de las
ondas cuando penetran en un 'medio' aparentemente distinto, colocando en el centro del tanque una placa de vidrio. Regular el nivel del agua, con la ayuda de una
pipeta para que dicha placa quede apenas
cubierta por el líquido. Observar que cuando las ondas pasan sobre la placa la distancia entre sus crestas (la longitud de
onda) se acorta. La velocidad de propagación de la onda es también menor en
aguas poco profundas. Este experimento
también puede emplearse para estudiar la
relación existente entre dicha velocidad, la
longitud de onda y el número de ondas
por segundo (frecuencia).
La manera en que se refractan las ondas depende de la forma de la placa de
vidrio. Empleando placas de diversas formas se puede estudiar en una única superficie y la acción de prismas y lentes.
2.189 Difracción a través de barreras con
pequeñas aberturas
La difracción a través de una sola abertura se observará dejando un espacio de
2 cm, o menor, entre dos barreras colocadas en el tanque para producir ondas.
Dichas barreras deberán colocarse a unos
5 c m del vibrador descripto en el experimento 2.183. Las ondas de .elevada frecuencia s610 pueden observarse con el auxilio del estroboscopio. Se comprobará que
las ondas que pasan por los extremos de
las barreras ocasionan perturbaciones y
119
Movimiento ondulatorio
2.191
deben bloquearse mediante barreras late- 2.190 (a) Formas de
raies. Con frecuencias m u y altas, las misondas mari- Amas barreras pueden comenzar a vibrar
nas
A onda oceáproduciendo efectos engañosos, por lo cual
0nica
deben evitarse. Varíese la anchura del esB onda pro- cpacio Iibre para demostrar que con aberducida por
turas mayores la difracción es menor.
una lancha D-
Sonido
2.190 Formas de las ondas sonoras
Se denomina frecuencia de una vibrac'ión
dada al número de vibraciones completas,
por segundo. Los sonidos de distintas frecuencias se combinan en forma análoga a
la de las ondas producidas en el agua.
Las olas del océano son las m á s largas,
es decir, las de m á s baja frecuencia. Si se
hace pasar sobre las mismas un pequeño
bote a motor, éste emite sus propias ondas, de mayor frecuencia que las oceánicas. Si además sopla una brisa, originará
pequeñas olas que cruzarán la superficie
del oleaje producido por la lancha a motor.
La frecuencia de estas Últimas es aún m á s
elevada que la de las anteriores. Si se combinan las tres vibraciones se obtiene como
resultante la curva representada en la
figura (fig. 2.190 a).
E n forma similar, las ondas sonoras de
distintas frecuencias producidas por diversos instrumentos se combinan formando
ondas de estructura característica (fig.
2.190 b).
2.191 Forma de las ondas sonoras emitidas por un diapasón
Unir a uno de los extremos de un diapasón mediante lacre caliente, un trozo de
alambre fino, sujetando al mismo rígidamente por su mango, paralelamente a la
superficie de la mesa y apenas por encima
de la misma. Ennegrecer en la llama de
una vela o lámpara de aceite una plancha
de vidrio pequeña. Colocar el vidrio ahum a d o horizontalmente, debajo del extremo
del diapasón portador del alambre fino,
el cual se curvará para que apoye sobre
el vidrio. Hacer vibrar el diapasón golpeándolo con el dedo deslizando la placa
sobre la mesa con velocidad suficiente para
que sobre la misma se grabe Iina línea
ondulada (ver el dibujo).
c pequeñas
ondas rizadas
D combinación de las
anteriores
cias combinadas
B
--F
A
E
2.191 Onda generada por un diapasón
A alambre fino
B lacre
c placa de vidrio ahumada, sobre la mesa
con el diapasón vibrando
D trazo sobre la placa cuando se desplaza
con el diapasón sin vibrar
E línea de referencia
F trazo sobre la placa cuando se desplaza
mientras el diapasbn vibra
2.191
Movimiento ondulatorio
Repetir este experimento moviendo la
placa de vidrio a distintas velocidades y
empleando distintos diapasones.
2.192 Obsewación y percepción táctil de
las vibraciones productoras de ondas sonoras
Sugerir las siguientes experiencias demostrativas de las vibraciones superficiales
que producen sonidos audibles:
1. Estirar y pulsa? bandas de g o m a y cuerdas de los instrumentos que puedan
conseguirse.
2. Apoyar una regla contra el borde del
pupitre de m o d o que sobresalgan 15 c m
y hacerla vibrar.
3. Colocar un tambor sobre el escritorio
y desparramar sobre el parche granos
de cereal inflado. Golpearlo y observar
la danza de los granos.
4. Presionar la laringe con los dedos pulgar e índice emitiendo al mismo tiempo
con la voz un sonido de tono alto.
Podrá percibirse la vibración del mismo.
5. Tomar un diapasón por el mango, sin
apretarlo y golpear'uno de sus brazos
contra el borde del escritorio: ¿Qué se
escucha? Golpearlo nuevamente, esta
vez tocando rápidamente con sus extremos el agua contenida en un recipiente: ¿Qué ocurre? La herradura, al
120
vibrar, producirá un chapoteo en el
agua.
6. Improvisar una campana con una cuchara. Cortar 1 m de hilo de algodón.
Unir ambos extremos y sostenerlos juntos y en el seno del lazo así formado
poner en equilibrio una cucharita de
té. Presionar ambos extremos del hilo
contra los oídos con las puntas de los
dedos inclinándose hacia adelante para
que el hilo y la cucharita suspendida
del mismo cuelguen libremente. Pedir
a alguien que golpee la cucharita con
un clavo o con otra cucharita, ligeramente. Se escuchará un sonido similar
al de una campana. Las ondas sonoras
se propagarán a través del hilo hasta
los oídos.
1.193 Las latas vibrantes
A. Perforar un pequeño agujero en el fondo de una lata. Pasar a través del mismo
un hilo resistente o un trozo de línea de
pesca y atar firmemente un lápiz en el
extremo del mismo situado en el interior
de la lata. Frotar el hilo con resina. Sostener ia lata con una mano y apretando
el hilo con dos dedos, deslizarlos a lo
largo de éste: la lata emitirá un sonido.
Repetir el experimento deslizando los dedos a diferentes velocidades y comprobando los distintos tonos de los sonidos.
B. Dos latas con sus tapas bien cortadas
pueden hacer las veces de sencillo teléfono para demostraciones. Perforar en el
fondo de cada una un agujero pasando
por ellos los extremos de un hilo de algodón delgado, de varios metros de longitud. Atar a los mismos palillos de fósforos
o trozos de lápices por el interior\de las
latas. Manteniendo el hilo tirante hablar
y escuchar a los alumnos. Las ondas sonoras se propagan a través del hilo hasta
el fondo de las latas que actúan como un
diafragma, transmitiéndolas por el aire
hasta el oído. Explicar qué ocurre cuando
se habla a través de este teléfono.
2.194 Propagación de las ondas sonoras a
través de la madera
Para demostrar que las ondas sonoras se
propagan a través de la madera hacer que
121
Movimiento ondulatorio
un alumno apoye su oreja en uno de los
extremos de la mesa mientras otro golpea
suavemente con un lápiz o una regla en
el otro extremo.
2.195 Ensayo de materiales que absorben
el sonido
Comprobar das propiedades de absorción
del sonido de pequeños trozos de goma,
esponja, fieltro y otros materiales. Colocar
la pieza a ensayarse sobre una mesa de
madera; golpear un diapasón y apoyar su
mango sobre el fragmento de material y
luego golpearlo nuevamente y apoyar el
mango directamente sobre la tabla de la
mesa: ¿Cuál de los sonidos es m á s fuerte?
Efectuar la prueba con cada uno de los
materiales.
2.196 El sonido no se propaga en el vacío
Para efectuar esta demostración es necesario extraer el aire del interior de un
frasco grande u otro recipiente adecuado,
por ejemplo, de un frasco Winchester. Si
no se dispone de un aspirador puede improvisarse una bomba de vacío simple con
un inflador de bicicleta. Desarmar primero
el inflador y quitarle el pistón desatornillando el perno que sujeta las arandelas
de cuero e invertir la posición de éstas
colocándolas luego nuevamente en el pistón y a éste en el cilindro del inflador (ver
también el experimento 2.309).
Colocar una campanilla en el interior
del recipiente o frasco, cuando éste añn
esté lleno de aire y sacudirlo. El sonido
de la campanilla podrá escucharse m u y
cl'aramente. Empleando la bomba aspiradora, extraer la mayor cantidad posible
de aire del frasco y sacudirlo nuevamente.
¿Se escucha todavía la campanilla? ¿Cómo
explicar este fenómeno?
2.198
oído tiene forma similar a la de la concha
de un caracol. E n ella se encuentra el
órgano que recibe las vibraciones sonoras
y que se comunica con el cerebro a través del nervio acústico. Otra parte del
oído interno que comprende pequeños canales semicirculares no desempeña ningún
pape! en la audición (ver la figura).
D
8.197 C ó m o funciona el oído
A el tímpano vibra
B martillo y yunque
c nervio acústico
D oído externo
E oído medio
R oído interno -canales semicircularescaracol
Las vibraciones sonoras se transmiten
normalmente a la cóclea, con forma de
caracol por medio del tímpano y los huesos pequeños. Esto da origen a un impulso
nervioso que se transmite al cerebro, pero
los huesos del cráneo pueden también
transmitir las vibraciones y percibimos sonidos cuando las ondas llegan al caracol
por cualquiera de ambos caminos.
Cuando un sonido llega a ambos oídos
psdemos distinguir de qué dirección proviene. Si procede del frente, las vibraciones alcanzan ambos oídos simultáneamente y con igual intensidad, pero si la fuente
2.197 Cómo funciona el oído
Las vibraciones del aire penetran por el emisora del sonido es lateral, uno de los
oído por el conducto auditivo formado en oídos está m á s alejado y las ondas que
la base del oído por la membrana del tím- recibe son menos intensas y llegan con
pano. Ponen a éste en movimiento y al un ligero retraso.
hacerlo, movilizan el sistema formado por
tres huesos pequeños adheridos a éste. 2.198 Cómo se produce la voz
Por este medio alcanzan la cavidad bsea En la producción de la voz se emplea la
denominada oído interno. U n a parte del boca, los dientes, la lengua, la garganta
2.198
122
Movimiento ondulatorio
y los pulmones. El sonido se origina debido a la vibración de dos hojas o m e m branas delgadas, llamadas cuerdas vocales, extendidas a través de una caja de
resonancia denominada laringe. La laringe
es la extremidad superior de la tráquea y
está situada convenientemente atrás, en
la base de la lengua. Allí, una puertatrampa llamada epiglotis se cierra automáticamente sobre la laringe, al tragar,
impidiendo el paso de los alimentos por
la tráquea (ver la figura). Al estirarse las
cuerdas debido a la contracción de ciertos músculos de la garganta tiende a for-
L
l-
I
-I
I -
mentos en que se requiera una fuente luminosa m u y pequeña deberá emplearse una
lámpara de filamento puntiforme tratando
de evitar la sombra proyectada por el
alambre soporte del mismo. Las lámparas
usadas en los indicadores de dirección y
en la iluminación interior de los automóviles proporcionan fuentes luminosas
de bajo voitaje útiles para los experimentos ópticos. Con un trozo de madera terciada puede confeccionarse un soporte
conveniente para las mismas. La conexión
electrica al culote puede hacerse con tiras
de hojalata clavadas con >tachuelas a la
madera o mediante terminales atornillados. Con una lámpara para-iluminar vidrieras puede armarse una fuente luminosa
que funcione con el voltaje del sector.
Otras fuentes útiles pueden prepararse con
lámparas para proyectores de diapositivas
de 35 m m o cinematográficos de 8 m m
(observar la figura).
D
cuerdas vocales
epiglotis
c respiración ordinaria
D locución
E laringe
A
B
marse entre ambas una ranura estrecha;
cuando el aire es forzado a pasar a través de esta, las cuerdas comienzan a vibrar comunicando sus vibraciones al aire
de la tráquea, de los pulmones, de la boca
y de las cavidades nasales.
Luz
l
V
2.199 U n a fuente luminosa de bajo voltaje
Producción de luz
2.199 Fuentes luminosas aconsejables
Puede hacerse una fuente de luz compacta
con una lámpara eléctrica pequeña y de
gran intensidad, con filamento corto y
recto. Son excelentes para este propósito
las usadas para la iluminación posterior
de los automóviles. Montar la lámpara sobre una base aislante acorde con el voltaje
empleado, protegiendo contra contactos
accidentales o cortocircuitos todos los
terminales al descubierto. En los experi-
2.200 Fuente de rayos luminosos
Cubrir la fuente de luz con una lata pequeña y oscurecer la habitación. Sobre los
costados de la lata perforar agujeros de
1 o 2 m m de diámetro. Soplar h u m o alrededor de la lata para hacer visibles los
rayos luminosos emergentes.Practicar agujeros en cantidad suficiente para que
pueda observarse con claridad de dónde
proviene la luz y hacia qué dirección se
proyecta.
123
Movimiento ondulatorio
Reflexión
2.201 Reflexión de rayos luminosos
Sostener un peine de manera que los rayos
luminosos pasen a través de sus dientes
e incidan sobre un trozo de cartón blanco
colocado horizontalmente sobre la superficie de una mesa. Inclinar el cartón para
que los haces luminosos tengan una longitud de varios centímetros y colocar un
espejo perpendicularmente a los mismos
e inclinado en diagonal con respecto a su
trayectoria. Observar que los rayos que
inciden en el 'espejo son reflejados por
este bajo el mismo ángulo. Hacer rotar el
espejo y observar la rotación de 10s rayos
reflejados.
2.202 Construcción de una caja de h u m o
para el estudio de los rayos luminosos
Obtener o construir una caja de madera
de aproximadamente 30 c m de ancho y
alrededor de 60 c m de largo. Poner hojas
de vidrio de ventana en la tapa y uno de
los costados de la caja, dejando libre la
cara posterior en la forma que indica la
2.202
figura y cubrirla con tela negra suspendida flojamente, a m o d o de cortina. Colgar la misma en dos secciones con una
superposición de aproximadamente 10 c m
hacia el centro de la caja. Pintar el interior de la misma con pintura de color
negro mate. Casi hacia la mitad de la distancia entre la parte superior y el fondo
de uno de los lados y m á s o menos a 8 o 10
c m del vidrio frontal, practicar una ventana de 10 c m de altura por 5 c m de ancho
para permitir la entrada de los rayos. La
misma puede cubrirse con aberturas de
distinto tipo cortadas en cartón y aseguradas por medio de chinches. Cortar un
trozo de cartón negro, perforar tres ,agujeros equidistantes de aproximadamente
5 m m de diámetro y fijarlo sobre la ventana mediante chinches. Llenar la caja de
h u m o empleando un papel humeante colocado sobre un platillo en un ángulo de la
caja. Luego, colocar una linterna eléctrica
o un proyector a más o menos 1 m de la
ventana; enfocar un haz luminoso de rayos
paralelos dirigido hacia los agujeros practicados en la ventana. El h u m o hará visibles los rayos de luz en el interior de la
caja (observar la figura).
c
2.202 Caja de h u m o
A cartón blanco
B aproximadamente 1 m
c frente y tapa de vidrio
D género negro
2.203
Movimiento ondulatorio
124
locará en uno de los extremos de la caja.
Esta no tendrá fondo y se apoyará sobre
una hoja de papel fijada a un tablero de
dibujo (observar la figura). La fuente luminosa será una lámpara de automóvil
de 12 voltios, 24 vatios. El portalámpara,
provisto de una envoltura de latón ajustará firmemente en un orificio practicado
en una tabla corrediza, de madera, que
hará las veces de tapa de La caja. U n a
ranura practicada por delante de la lente
permitirá colocar pantallas y filtros. U n
trozo de cartón provisto de una wnura
'producirá un haz de luz estrecho y un
peine fino de los usados por los pintores
para vetear, dará un haz de rayos. Para
obtener rayos convergentes, paralelos o
divergentes bastará con modificar la posición de la tapa corrediza. Empleando trodo los rayos luminosos se reflejan de zos deslizables de espejo plano, bloques
esta manera, sin dispersarse, se dice que de vidrio y prismas, pueden realizarse tola reflexión es normal. Desplazar el es- das las experiencias comunes relativas a
pejo modificando el ángulo de reflexión los rayos luminosos. Con un trozo curva(observar la figura).
do de hojalata se podrá obtener una curva
cáustica.
2.204 Escritura invertida
En los experimentos con lentes relatiPara obtener la inversión de un escrito vos a la refraccción habrá que bajar la
se colocará una hoja de papel carbónico lámpara tanto como sea posible para que
con su cara hacia arriba debajo de una la luz no pase por encima del obstáculo.
hoja de papel común en la que se escribi- Para los experimentos con el banco óptico
rán algunas palabras: la escritura apare- se puede colocar delante de la lente un
cerá invertida kteralmente en el reverso cartón con un orificio provisto de un rede la hoja y podrá leerse colocándola de- tículo hecho con hilos cruzados.
lante de u n espejo. Escribir algunas palabras observando en el espejo los movi- 2.206 Demostración de las leyes de la
mientos del lápiz.
reflexión con la caja de proyección
Mantener un vidrio en posición vertical
insertando en uno de sus extremos un
pedazo de corcho provisto de una ranura
o por medio de un broche para sujetar
papeles. Los w y o s procedentes de la caja
de proyección descripta se reflejarán en
el papel y su trayectoria se marcará con
cruces que unidas por medio de un trazo
materializarán el recorrido de los rayos,
incidente, reflejado y normal (observar el
2.205 Construcción de una caja proyecto- dibujo).
'
ra para el estudio de los rayos luminosos
2.207 Reflexión producida por un espejo
cóncavo, por medio de la cámara de
Este aparato está constituido por los dos
proyección
costados de una caja alargada de 22 X 6
cm, sostenidos en este caso mediante dos Utilizar la caja de proyección construida.
varillas y provista de un lente que se co- El espejo cdncavo puede improvisarse con
2.203 Reflexión normal en una caja de
humo
Llenar con h u m o la caja y dirigir el haz
luminoso de la linterna hacia los tres agujeros de la ventana. Colocar un espejo
plano en el interior de la caja y observar
si los rayos reflejados por el mismo se
perciben en forma clara y definida. Cuan-
L
125
Movimiento ondulatorio
2.208
Caja proyectora de rayos
lente
lámpara
c ranura para colocar
pantallas
D pantallas
A
B
Reflexión producida con
la caja proyectora
\
V
2.207 Reflexión en un espejo
cóncavo
una banda de hojalata o parte de un aro
de metal. L a distancia foca1 del espejo se
puede medir directamente proyectando sobre el mismo un haz de rayos paralelos
(ver la figura).
2.208 Reflexión producida por una superficie convexa
Conseguir un espejo convexo; por ejemplo, el lateral de u n automóvil. Usarlo con
la caja de proyección y observar los rayos
2.208 Reflexión producida por
una superficie convexa
Movimiento ondulatorio
2.209
reflejados por el mismo (ver el dibujo).
Compararlos con la reflexión producida
por los espejos plano y cóncavo.
Refracción
2.209 Estudio del espectro mediante la caja
de proyección
U n prisma de vidrio, al refractar un haz
de luz de rayos paralelos producirá un
espectro adecuado. Colocar delante de la
lente de la caja de luz un cartón con una
ranura estrecha (ver la figura 2.205); interponiendo filtros coloreados de gelatina
o material plástico en el haz luminoso se
eliminarán ciertos colores. Por ejemplo,
con un filtro (transparentepúrpura se observarán sobre la pantalla sólo líneas rojas
y azules (ver también los experimentos
2.220 y 2.221).
2.210 Los prismas modifican a los rayos
luminosos
Sostener un prisma de vidrio en un haz
. de luz paralelo y observar cómo se refracta. Hacer rotar el prisma alrededor de
su eje.
2.211 Las lentes modifican a los rayos de
lUZ
Tomar las lentes de un viejo par de anteojos o de instrumentos ópticos en desuso
o adquirir lupas para lectura o de m a n o
y cubrir la ventana de la caja de h u m o
con un cartón en el que se hayan pedorado tres agujeros alineados verticalmente. Estos deberán ser equidistantes pero
la distancia entre ambos agujeros laterales debe ser ligeramente inferior al diámetro de la lente. Regular la linterna para
126
que los rayos del haz sean paralelos. Llenar la caja con h u m o e interceptar con
una lente biconvexa las trayectorias de
los tres rayos luminosos de manera que el
central pase por el centro de la lente.
Observar los haces que pasan por los extremos opuestos de la lente, procedentes
de la fuente de luz: ¿De qué manera
resultan afectados? Repetir la experiencia
empleando una lente bicóncava.
2.212 Demostración de la refracción mediante la caja de h u m o
Poner sobre la ventana de la caja de h u m o
un cartón negro con un agujero cuadrado
de unos 8 m m de lado. Ajustar la linterna
para que proyecte un haz de luz en el
interior de la caja. Llenar con agua una
botella grande, preferiblemente de sección
rectangular y agregarle algunas gotas de
leche o una pizca de almidón o harina
para enturbiarla y ponerle un tapón. Llenar la caja de h u m o y sostener la botella
perpendicularmente al rayo de luz y observar su trayectoria a través del agua.
Luego, inclinarla a diferentes ángulos con
respecto a éste y comprobar en qué m e dida resulta modificada su trayectoria a
través de la botella (observar la figura).
2.213 L a refracción de la luz y sus aplicaciones
A. Introducir una varilla en un recipiente
alto que contenga agua, de m o d o que par-
te de ella sobresalga por encima de la
superfimcie. Si se observa en el lugar donde
la varilla penetra en .el agua se ven3 que
Parece CurvarSe. Este efecto es producido
Wr la desviación O refracción de 10s rayos
de luz
pasar
agua
aire.
B. Poner una moneda en el fondo de unti
127
Movimiento ondulatorio
taza vacía y colocarla sobre una mesa.
Retroceder hasta que el borde de la taza
oculte la moneea. Permanecer en dicho
lugar mientras otra persona vierte lentamente agua en la taza: ¿Qué se observa?
¿Cómo explicaría este fenómeno?
2.214 Pasaje de la luz a través del agua
Deberá mostrarse a la clase un rayo luminoso pasando a través del agua contenida
en un tanque. Poner una lente convergente
0 distancia conveniente delante de la fuente de luz, para producir un haz paralelo.
Detrás de la lente se colocará una pantalla
con un pequeño orificio circular de aproximadamente 1 o 2 m m de diámetro para
limitar la anchura del haz reduciéndolo
0 un estrecho lápiz horizontal. Este lápiz
de luz se proyectará a través de uno de
los extremos del tanque, lleno de agua con
fluorescefna o una pequeña cantidad de
leche. La observación principal consistirá
en ver el ingreso de dicho lápiz de luz
en el tanque por su parte frontal. Si se
dispersa un poco de h u m o o polvo de tiza,
su trayectoria a través del aire será también visible, antes de entrar y después de
emerger del tanque. Los alumnos podrán
también observar desde el lado posterior
del mismo, mirando Q lo largo del rayo
para comprobar si es rectilíneo.
2.216
de cartón o papel negro. Colocar el vaso
a pleno sol sosteniendo el cartón delante
del mismo de manera que pase un haz de
luz a través del agujero. Colocar primero
el cartón de m o d o que el orificio quede
por debajo del nivel del líquido, observando la trayectoria del haz a través del
agua (ver la figura) ; luego levantarlo hasta que el rayo incida’ sobre la superficie
(ver la figura) y observar la dirección del
haz de luz. Proseguir los experimentos
para determinar en qué medida el ángulo
de incidencia del rayo en la superficie del
agua afecta su trayectoria en el interior
de la misma.
2.216 ‘Derramando’ luz
Hacer un agujero en el fondo de un recipiente y ponerle un tapón. Llenar el recipiente de agua hasta las tres cuartas partes de su volumen y suspender en su in-
2.215 Refracción de la luz al pasar del
aire al agua
Verter algunas gotas de leche en el agua
contenida en un vaso para enturbiarla.
Perforar un orificio pequelio en un trozo
C
D
2.215 Refraccion
A cartdn
B abertura situada por encima de la superficie del
agua
c abertura por debajo de
la superficie
D agua mezclada con leche
D
tenor una linterna de manera que la luz
se proyecte dentro del agua. E n una habitación previamente oscurecida, retirar el
tap6n dejando que el agua se vierta en otro
receptáculo. La luz parecerá derramarse
con el agua. Lo que ocurre se debe a
que los rayos luminosos se reflejan hacia
todas direcciones dentro del chorro de
agua en su trayectoria hacia el otro recipiente. Otros rayos se reflejan hacia los
ojos del observador.
2.2 17
Movimiento ondulatorio
2.217 C ó m o se forma la imagen producida
por una lente convexa
Oscurecer todas las ventanas de la habitación excepto una. Colocar a un alumno
cerca de esta ventana sosteniendo una
lente dirigida hacia una escena cualquiera
en el exterior. Aproximar lentamente una
hoja de papel blanco a la otra cara de la
A
lupa
B cart6n blanco
c ventana
lente hasta que se forme la imagen. ¿Qué
se observa en relación con la posición de
la imagen?
2.218 Determinación del aumento de una
lente
Enfocar una lupa sobre un papel rayado
comparando el número de espacios visi-
bles fuera de la lente con uno de los espacios que se observan a través de ella.
La lente representada en la figura aumenta tres veces.
2.219 Sencillo aparato para el estudio de
las lentes
Todo lo que un banco óptico requiere es
una superficie firme, un dispositivo para
128
sostener los espejos y lentes y un sistema
adecuado de medición de las distancias
(observar la figura).
U n a regla graduada de un metro de
longitud constituye la base de este sencillo aparato. A m o d o de soportes se adaptarán unos tacos de madera con escotaduras que calcen exactamente sobre la
escala. U n a capa de corcho o de cartón
blanco encolada a su cara superior permitirá clavar fácilmente alfileres en los
tacos, los que harán las veces de objetos
o de puntos de referencia. Unas lengüetas
de hojalata atornilladas proporcionarán
unos portalentes adecuados. U n a ranura
en la parte superior de los tacos ayudará
a mantener a las lentes en posición y un
tubo de g o m a forrando las lengüetas m e jorará el ajuste.
Las fuentes luminosas y pantallas pueden improvisarse con cartón y foquitos
de linterna fijados a los tacos. Conviene
construir varios juegos completos de este
aparato para que los alumnos puedan experimentar individualmente con las lentes.
La ranura puede hacerse fácilmente con
un formón efectuando previamente dos
cortes de sierra en la madera.
Este aparato puede emplearse para determinar la distancia foca1 de las lentes
(distancia desde el foco hasta el punto
129
Movimiento ondulatorio
en que se refractan los rayos luminosos
paralelos al eje) y para realizar experimentos de interferencia y difracción.
Color
2.220 C6lor de la luz solar
Oscurecer una habitación en la que penetre luz solar. Perforar un pequeño orificio
en la cortina.de la ventana para que entre
un haz de luz delgado. Interceptar con
un prisma de vidrio dicho haz y observar
la banda de colores denominada espectro,
proyectada sobre la pared opuesta o el
cielorrciso (observar la figura). Sostener
una Iupa sobre dicha banda hacia el lado
posterior del prisma: ¿Qué ocurre en la
banda proyectada sobre la pared? (Ver
también los experimentos 2.209 y 2.221.)
mentos el secreto del éxito reside en el
empleo de una fuente puntiforme de luz,
que los alumnos observarán a través de
las redes de difracción. Colocar sobre el
escritorio una lámpara electrica especial,
provista de un filamento que proporcione
una línea luminosa vertical y neta. Al
observar ésta a través de la red los alumnos verán varios hermosos espectros con
sus colores claramente identificables. Podrán descubrir por sí mismos el orden de
las bandas coloreadas del espectro -RAAVAN- que representan al rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, índigo y violeta. Las mismas redes de difracción pueden usarse para observar las líneas brillantes en los espectros producidos por los
tubos fluorescentes y de neón de los letreros luminosos. Dichas líneas brillantes
son características de los elementos químicos en estado gaseoso contenidos en el
tubo y sirven para identificarlos. En este
fenómeno se basa el principio del espectrosc6pio, uno de los instrumentos científicos de mayor utilidad. (Ver el experimento 4.101.)
2.223 Experimentos empleando los rayos
infrarrojos
Las lámparas calonficas empleadas en el
tratamiento de las afecciones musculares,
2.221 Formación de un espectro sin ayuda
del prisma
Colocar a pleno sol una cubeta con agua.
Apoyar un espejo de bolsillo rectangular
contra una de las paredes internas de la
cubeta y regular su posición de modo
que se proyecte sobre la pared la banda
coloreada del espectro.
2.222 Experimentos cen el color empleando material con reticulado de difracción
Una forma muy barata de este nqterial
consiste en una lámina de plástico trancparente con millares de finas líneas grabadas, que puede adquirirse en los comercios de material cientifico. Estas líneas
descomponen la luz blanca formando espectros brillantes. En este tipo de experi-
2.223
lámpara calorlfica
u luz visible
c solución opaca de iodo en tetracloruro de carbono
D rayos infrarrojos, invisibles
E papel negro quemándose
A
2.223
Movimiento ondulatorio
130
emiten radiaciones infrarrojas cuya longitud de onda es m á s larga que la de la luz
visible. La figura ilustra una forma efectiva de producir rayos infrarrojos y cómo
éstos se pueden enfocar mediante los mism o s procedimientos que la luz visible. La
solución iodada absorbe la luz visible pero
deja pasar las longitudes de onda m á s
largas, del infrarrojo.
La propiedad que exteriorizan los rayos
infrarrojos de atravesar esta solución puede relacionarse con su empleo en la obtención de fotografías aéreas a través de
la niebla y la bruma.
a la radiación ultravioleta. Precaución:
Los rayos directos pueden causar serio
daño a los ojos. Para observar distintos
objetos en luz negra colocar simplemente
la caja sobre ellos y enchufar el tomacorriente.
Seleccionar objetos que brillen al ser
expuestos a la luz ultravioleta. Algunas
medias, corbatas y camisas usadas por
los muchachos y niñas están teñidas con
colorantes fluorescentes y también brillarán si se las expone a su acción dentro
de la caja oscura, bajo las lámparas de
argón. Muchos jabones en polvo contienen ahora sustancias 'abrillantadoras'. E n
2.224 Empleo de la luz ultravioleta
las ropas lav'adas con dichos productos
Para ilustrar los fenómenos de fluores- se observará fluorescencia si se las somecencia puede emplearse una fuente de luz te a la radiación ultravioleta de una Iámultravioleta que puede conseguirse en los para de argón. También están comenzando
comercios proveedores de instrumental a usarse pinturas y lacas fluorescentes y
científico pero, para efectuar demostracio- puede experimentarse con objetos pintanes en el aula se puede construir fácii- dos con ellas y agregarlos a la colección.
mente un aparato sencillo. Fijar primero Igualmente puede obtenerse tiza fluoresdos portalámparas a una base adecuada cente y compararla con la tiza común.
de material aislante y atornillar el con- Ciertos minerales, como la willemita, aljunto en el fondo de una caja de cartón gunas fluoritas, ópalos y esfaleritas proa la que previamente se le habrá retirado ducirán fluorescencia en la caja de luz ulla tapa. Poner en los portalámparas dos travioleta.
A
B
lamparas de argón
mirilla
lámparas de argón, baratas (observar la
figura). Conectar dichas lámparas en paralelo procurando no dejar ningún cable sin
aislar y practicar una muesca en uno de
los lados de la caja para el paso del cordón. Luego, invertir la caja y practicar
una mirilla para observar en lo que ahora
es la parte superior de la misma. Lo que
evitará la exposición directa de los ojos
2.225 Colores en una película de agua
jabonosa
Preparar una solución jabonoca concentrada como para hacer pompas de jabón.
Llenar con la misma un plato playa Sumergir en la solución una huevera o una
taza de té hasta que se forme en sus bordes una película y colocarla bajo luz fuerte de manera que ésta se refleje en la
película. Observar los colores e, inclinando la taza para que la película quede en
posición vertical comprobar los cambios
de forma de los mismos a medida que la
película se adelgaza en su parte superior.
Los colores que se observan en las películas delgadsas provienen de la interferencia
de las ondas luminosas al reflejarse en
sus caras anterior y posterior.
2.226 Colores en una película de aceite
Llenar con agua un plato poco profundo
y colorearla con tiqta negra hasta que
esté m u y oscura. Colocar el plato sobre
131
Movimiento ondulatorio
el antepecho de una ventana donde la
luz proveniente del cielo sea m u y intensa, no bajo la luz solar directa. Observar
el agua de manera que la luz incidente se
proyecte en los ojos y al mismo tiempo,
poner una gota de aceite o gasolina en
el borde del piano más próximo al observador. Se verá un arco iris de colore
brillantes que se aleja m u y rápidamente
en dirección al borde opuesto del plato.
SopEando sobre la superficie se producirán
variaciones en la coloración.
2.227 El color de los objetos transparentes
Utilizar para este experimento la caja de
h u m o construida para la experiencia 2.202,
proyectando en la misma un solo haz luminoso. Interceptarlo con un vidrio u hoja
de celofán incoloro y comprobar que la
luz proyectada sobre la pantalla blanca
de la caja es blanca. Repetir la operación
con un vidrio o celofán rojo y observar
que la luz que incide sobre la pantalla
blanca es roja (ver la figura). Los demás
colores componentes de la luz blanca fueron absorbidos por el filtro rojo. Experimentar con láminas transparentes de diversos colores. Se comprobará que su coloración es producida por íos colores que
transmiten y que las mismas absorben
otros colores.
2.228 El color de los objetos opacos
Proyectar un espectro luminoso, con buena
definición, en la pared o sobre una hoja
de papel blanco, en una habitación oscura.
Cubrir con un trozo de tela roja la zona
azul del espectro: ¿Cuál es ahora 5u color?
Colocarlo sobre el verde y el amarillo. ¿Qué
aspecto presenta? Colocarlo en el rojo:
¿Cómo se observa ahora? Repetir la experiencia empleando telas de color azul, verde y amarillo. Se comprobará que los co-
2.230
lores parecen negros excepto cuando se
los expone a la luz de su propia coloración.
E n consecuencia, el color de los objetos
opacos es producido por la luz que reflejan. Absorben a los demás colores del espectro.
2.229 Mezclas de pigmentos coloreados
Tomar una barrita de tiza azul y atra
amarilla; pulverizarlas y mezclarlas. El
color resultante será verde aunque no
haya sido producido por pigmentos puros
de un solo color. Observar que el verde,
en el espedro, se encuentra entre el amarillo y el azul. El amarillo absorbe todos
los colores excepto el amarillo y el verde,
y el azul absorbe a todos salvo el azul
y el verde. Es por esta razón que el amarillo y el azul se absorben recíprocamente
y que el color reflejado hacia el ojo es
el verde. Repetir el mismo experimento
mezclando las colores de una caja de
pinturas.
2.230 Mezcla de luces de color
La mezcla de luces coloreadas puede reali-
2.230
Mecánica
zarse empleando discos de cartón pintados con acuarela. Una sugerencia consistiría en pintar cada una de las caras
de un disco de 10 c m de diámetro: en una
un círculo de color amarillo ‘yema de
huevo’y en la otra uno azul. Suspendiendo
el disco entre dos trozos de cordel y
haciendo girar éstos entre los dedos se
obtendrá un color casi blanco si los colores se han elegido cuidadosamente. Mediante un procedimiento similar al aplicado en el juguete de los ‘trompos de
colores’, se pueden estudiar otras combinaciones. Se pintan sobre un disco sectores alternados, verdes y rojos. La combinación de luces verde y roja resultante
132
al hacer girar el disco sobre un cordel
producirá en este caso el amarillo (observar el dibujo).
2.231 Cómo cambian los colores
Pegar sobre un cartón ilustraciones de COlor recortadas de alguna revista. Poner
en un plato tres cucharadas soperas de sal
y agregar varias cucharadas de alcohol,
mezclar bien y encender. Se obtendrá una
luz muy brillante cuyo único componente
será el amarillo. Examinar bajo la misma
las ilustraciones, en una habitación oscura y comprobar cómo todos los colores
han variado excepto el amarillo.
hlecinica
B W a s
2.232 Equilibrio en un sube y baja
Conseguir una tabla fuerte de alrededor
de 3 m de largo y un caballete para aserrar o un cajón sobre el cual pueda ponerse ésta en equilibrio para improvisar
un balancín o sube y baja. Si es posible,
instalarlo en el aula. Tal vez en el patio
de la escuela haya un balancín para los
niños. Elegir a dos alumnos del mismo
peso y colocarlos uno en cada extremo
del tablón de manera que se equilibren.
Medir la distancia que separa a cada niño
del punto de apoyo. Elegir después a dos
alumnos de distintos pesos y observar
los cambios de posición necesarios para
restablecer el equilibrio. Luego, equilibrar
colocando a un niño en un extremo y dos
en el otro y observar los cambios de posición necesarios. Midiendo cada vez la
distancia a que se encuentra cada niño
del punto de apoyo y multiplicando ésta
por el peso del niño se comprobará una
interesante ley del equilibrio. Nota. Cuando dos alumnos se colocan del mismo lado
hay que medir la distancia desde el punto
de apoyo a cada niño; multiplicar ese número por el peso respectivo y sumar los
productos.
2.233 Equilibrio con un metro
Conseguir un metro rígido, perfectamente
lis0 y sostenerlo apoyado sobre los dos
índices. Colocar ambos dedos cerca de los
extremos del metro y acercarlos poco a
poco hacia el centro; ¿en qué lugar del
metro se juntan los dedos? Colocar el
índice derecho cerca de uno de los extremos y el izquierdo en el punto medio de
la distancia del centro al otro extremo.
Repetir la oberación: ¿Dónde se juntan
ahora los dedos? Repetir la operación en
sentido inverso, es decir, colocando el índice izquierdo en el extremo del metro y
el derecho en la mitad de la distancia desde el centro al otro extremo. ¿Dónde se
juntan ahora las dedos?
Experimentos c6n la gravedad
2.234 Caída simultánea de bolillas
Para este experimento se requieren dos
broches para ropa, un par de bolillas iguales de un cojinete a bolillas y una banda
de goma ancha de alrededor de 8 cm de
largo. Colocar la banda de manera que
envuelva longitudinalmente R uno de los
broches, luego abrir éste e introducir en
su mandíbula una de las bolillas y parte
133
Mecánica
2.237
2.234 Las bolillas siguen
diferentes trayectorias
2.236 U n péndulo simple
E n el extremo de una cuerda de por lo
menos 2 m de largo, atar un objeto pesado, tal como una piedra o una esferita
de metal. Suspender el aparato del marco
de una puerta o de un gancho asegurado
en el techo e imprimirle un movimiento
oscilatorio amplio. Contar el número de
oscilaciones cumplidas en un minuto. Hacer luego que el péndulo oscile eri un
arco de poca amplitud y determinar de la
misma manera el número de oscilaciones
por minuto. Repetir varias veces loc dos
experimentos y establecer la oscilación
promedio en cada aso. La amplitud del
2.235 Medición de la aceleración de bolr- arco descripto por el péndulo, ¿influye so[las que ruedan por un plano in- bre su tiempo de oscilación? Sin modificar
la longitud del péndulo cambiar el objeto
clinado
que
sirve de peso y repetir los experiInclinar una tabla de madera de 3 m de
mentos
indicados anteriormente. La natulargo de manera que las bolillas puedan
raleza
del
material que constituye ei peso
rodar por una canaleta longitudinal practicada en la misma (ver la figura). Dis- &influye sobre el ritmo de sus oscilaciones?
poner pequeñas banderillas de hojalata Repetir cada uno de los experimentos ancolgándolas de ejes chicos, de alambre, teriormente descriptos reduciendo a la mide manera que las bolitas choquen con tad la longitud del péndulo, &influye ésta
ellas produciendo un tintineo. Las bande- en su tiempo de oscilación? &De qué m a rillas también pueden sujetarse mediante nera?
pequeños arcos fijados a la tabla acanalada; éstos pueden confeccionarse con tro- 2.237 Péndulos acoplados
zos de alambre rígido fijados a ambos la- Conseguir dos botellas iguales de agua gados de la misma por medio de cera para seosa; llenarlas con agua y taparlas hermodelar. Procurar colocar las banderillas méticamente. Colocar un palo entre dos
a intervalos regulares de 25,50,75, 100 c m , sillas apoyando sus extremos sobre los
etc., desde el extremo de la tabla, tratando respaldos y suspender las botellas del palo
de estimar el tiempo transcurrido entre a modo de péndulos, asegurándose de que
los sonidos. Luego, tratar de distribuirlas ambos tengan la misma longitud (ver la
de manera que los sonidos se produzcan figura). Mantener inmóvil a uno de los
péndulos e imprimir al otro un movimiena intervalos iguales de tiempo.
de la banda de goma, de manera que la
bolilla presione a la banda forzándola a
entrar. Tomar después la otra bolilla e introducirla en el segundo broche (observar
la ilustración). Sosteniendo ambos broches
juntos, adosados lateralmente y en posición horizontal con respecto al suelo y a
cierta altura, apretar simultáneamente a m bos broches: U n a de las bolillas caerá
verticalmente y la otra será proyectada
hacia adelante. Observar qué ocurre mirando y escuchando con mucha atención.
El experimento deberá repetirse varias veces, desde diferentes alturas y empleando
bandas de goma más fuertes.
2.237
Mecánica
to oscilatorio, luego soltar el primero dejándolo suspendido en su punto de reposo. Pronto se observará que el péndulo
en movimiento oscila cada vez m á s lentamente y que el que estaba inmóvil comienza a oscilar. U n a modificación de
este experimento consiste en suspender
ambos péndulos de un soporte fijo, c o m o
por ejemplo, el dintel de una puerta pero
uniendo entre sí ambos cordeles con un
tercero, aproximadamente a un octavo de
su longitud a partir desde el punto de
suspensión.
2.238 Determinación del tiempo de caída
de un cuerpo
A. El movimiento de caída libre de un
cuerpo puede estudiarse sujetando a éste
a una tira de papel en la que se habrán
efectuado marcas que representan interrl
134
valos iguales de tiempo. Esto puede lograrse haciendo pasar la tira entre la armadura de una campanilla eléctrica y una
almohadilla de papel carbónico (observar
el dibujo). Para modificar el mecanismo
de una campanilla eléctrica para este propósito se deberá retirar el martillo y prolongar la armadura soldándole una banda
metálica de aproximadamente 5 c m de
largo. Cerca de la extremidad de esta prolongación se perforará un agujero para
colocar un tornillo pequeño de cabeza
redondeada, que se fijará con la cabeza
hacia abajo para que actúe como martillo
marcador. Asegurar el mecanismo a una
tabla de madera que le servirá de Kase.
Debajo del martillo colocar otra tablita de
madera para sostener el disco de papel
carbónico y las grapas para guiar el paso
de la cinta registradora. El disco de papel
carbónico tendrá un diámetro de alrededor
de 3 c m y deberá sujetarse holgadamente
por su centro con una chinche, de manera
que pueda rotar presentando una nueva
superficie a medida que la cinta se desliza por debajo del mismo. Las grapas
pueden construirse fácilmente con broches
de alambre para papeles clavados en la
madera. La prolongación de la armadura
podrá tener una ligera curvatura para evitar que rebote al golpear el papel con
demasiada fuerza, lo que puede ocasionar
un registro desigual del tiempo. La tira
de papel se hará pasar a través de las
grapas por debajo del papel carbónico y
se pondrá en movimiento la .armadura. Al
soltarse la tira, el cuerpo caerá arrastrando tras de sí al papel sobre el que se
grabarán marcas a intervalos regulares
que permitirán medir las distancias recorridas desde el comienzo de la caída.
B. Este dispositivo registrador del tiempo
puede emplearse en otros experimentos
como, por ejemplo, la determinación de
la aceleración de un ciclista, sujetando la
tira al asiento de su máquina. Para mediciones m á s precisas puede adaptarse una
campanilla para corriente alternada en la
que los intervalos están fijados por la
frecuencia de la corriente.
2.239 Trayectoria de un proyectil
El aparato representado en la figura pue-
135
Mecánica
de emplearse para demostrar que las velocidades vertical y horizontal de un pro'yectil son independientes una de otra. El
proyectil es una bola de metal y el blanco
una pequeña lata suspendida de un electroimán. El circuito de éste está formado
por dos cabtes desnudos dispuestos paralelamente sobre ambos lados de un tubo
de cartón con prolongaciones de 2,5 c m
en el extremo del mismo (para esta parte
del aparato es conveniente un viejo estuche de termómetro con uno de sus extrem o s m á s estrecho que el otro). E n el interior del tubo se colocará una bolilla
grande, procedente de un cojinete, cuya
salida será impedida por el estrechamiento
en el extremo de aquél. El circuito eléctrico se completará con un trozo corto de
alambre de cobre apoyado sobre las prolongaciones de los dos cables. Colocar el
tubo apuntando hacia el blanco y soplar
por él; la bolilla al ser impulsada hacia
afuera del tubo desplazará el trocito de
alambre de cobre provocando la caída de
la lata. La bolilla y el blanco chocarán
en el aire. Puede repetirse el experimento
empleando diferentes ángulos y distancias.
Inercia
2.240 La inercia de una piedra
Pana realizar este experimento se necesi-
2.241
tará una piedra de aproximadamente 1 kg.
Atarla pasando a su alrededor una vuelta
de cordón fuerte. A ambos lados de la
piedra sujetar a la ligadura dos trozos
de cordel menos resistente de medio metro
de largo cada uno (ver la figura). Este
cordel debe tener la resistencia justa para
sostener la piedra una vez suspendida.
Seguidamente, suspender la piedra por encima de una mesa, sobre la cual se colocará un trozo de cartón para preservarla
del choque. Asir el cordel inferior por su
extremo y dar un tirón seco. Si el expe-
rimento sale bien, el cordel inferior se
romperá y la piedra quedará suspendida
por el otro. Hasta será posible romper dos
o tres hilos paralelos atados debajo de la
piedra, sostenida desde arriba por un solo
hilo. La causa de este resultado es la
inercia de la piedra. Asir entonces el resto
del cordel inferior y ejercer una tracción
progresiva. Esta vez será el piolín superior el que se romperá y la piedra caerá
sobre la mesa, porque la aplicación continua de la fuerza, m á s que el tirón seco,
pondrá a la piedra en movimiento.
2.241 La inercia de dos péndulos hechos
con latas
Las latas representadas en la figura deben
ser idénticas. Cuanto m á s grandes, m á s
efectiva resultará la demostración. U n a
lata se suspenderá vacía y la otra llena
de arena. La suspensión debe ser lo más
2.241
Mecánica
larga posible. Lo ideal son cuerdas largas
suspendidas del cielorraso. Los alumnos
deberán empujar por turno cada una de
las latas para apreciar la fuerza requerida para ponerlas en movimiento. También
tratarán de detenerlas cuando se están
moviendo.
2.242 Otros experimerltos con la inercia
A. Inercia de una pila de libros. Apilar
varios libros. Tomar uno de los que se
encuentran en la base y sacarlo. ¿Se puede
retirar sin derribar la pila?
B. L a inercia de una pala. Recoger una
palada de tierra seca y arrojarla lejos de
sí. Observar que cuando la pala se detiene la tierra continúa su trayectoria por
efecto de !a inercia.
Fuerza centrípeta
2.243 Comprobación de la existencia de
fuerzas por medio de u n líquido
Procurarse una pecera esférica pequeña o
un recipiente de plástico transparente.
136
Atar fuertemente un alambre alrededor de
su cuello. Atar un cordel en forma de lazo
a este alambre (observar la figura). Sujetar en el mandril de un taladro un gaqcho
y pasar por el mismo el centro del cordel.
Poner en la pecera alrededor de 3 c m de
agua coloreada con tinta y girar la manivela del taladro haciendo rotar la perera
y el agua. Observar los efectos de la fuerza centrípeta en el agua. Ver si pueden
advertirse también los de'la inerc'a del
agua cuando se inicia y detiene el movimiento.
2.244 Comprobación de la existencia de
fuerzas con un huevo duro
Para este experimento se requiere un huevo crudo y uno duro. Imprimir a cada uno
un movimiento de rotación sobre sí mismo
en el interior de una sopera o un plato.
Se comprobará que el huevo duro rota
durante m á s tiempo. La inercia del contenido fluido del huevo crudo hará que se
detenga más pronto. Para comprender qué
ocurre en el interior del huevo emplear la
pecera del experimento anterior. Comparar
la diferencia en el comportaminto del 1íquido al ponerse en movimiento y al detenerse, empleando agua (el huevo crudo)
y arena (el huevo duro), dentro del recipiente.
2.245 Comprobación de la existencia de
fuerzas mediante u n balde con agua
Conseguir un balde pequeño y llenarlo
con agua casi hasta el borde. Si se lo hace
girar rápidamente en un círculo vertical,
con el brazo extendido, e1 agua no se derramará porque la fuerza centrípeta 'actúa
sobre ella.
2.246 Fuerza centrípeta
Sir Isaac Newton fue el primero en sugerir que el movimiento rectilíneo era el más
natural y que I'as desviaciones del mismo
eran producidas por una fuerza que empujaba al cuerpo fuera de su trayectoria
rectilínea. Cuando dicha fuerza actúa sobre el cuerpo desde un punto fijo, éste
se mueve a lo largo de un círculo y la
fuerza hacia el centro recibe el nombre de
137
Mecánica
fuerza centrípeta. El movimiento circular
puede estudiarse mediante el aparato representado en el dibujo.
Es posible medir la fuerza generadora
de movimientos circulares de distintos radios y frecuencias. Tomar un tubo de vidrio de unos 15 c m de largo y l c m de
diámetro exterior. Calentar uno de sus
extremos en Ia llama de un mechero de
Bunsen hasta que se ablanden sus paredes
y se empareje el borde. Rodear el tubo
exteriormente con dos capas de cinta adhesiva para que pueda sujetarse bien con la
mano. Atar en el extremo de un hilo de
pesca de nylon trenzado de alrededor de
1,5 m un tapón de goma con doble perforación. Pasar a traves del tubo el otro
extremo del hilo y colgar del mismo media docena de arandelas de hierro de
1 cm. Para sostener este contrapeso puede emplearse un broche de alambre para
papeles. Ajustar el hilo de manera que la
distancia desde el extremo del hilo hasta
el tapón sea de 1 m. Empuñar el tubo y
moverlo describiendo un pequeño círculo
sobre la cabeza, para que el tapón de corcho gire en un círculo horizontal. Colocar
en el tramo vertical del hilo un pequeño
clip cocodrilo para comprobar la uniformidad del movimiento y verificar la frecuencia de revoluciones requerida para
mantener al cuerpo girando en un círculo
de 1 m de radio cuando se cuelga del soporte distinto número de arandelas. ¿En
qué medida resulta afectada la frecuencia
si se duplica el contrapeso? ¿Qué ocurre
cuando se acorta mucho la distancia entre el tubo y el tapón?
2.248
Fuerza y movimiento
2.247 Efecto de fuerzas iguales sobre cuerpos livianos y pesados
Sobre una mesa trazar con tiza un segmento de medio metro de largo y dividirlo
en centímetros.Tomar una banda de goma
larga y cinco broches de la ropa. Sujetar
los broches en los extremos de la banda
de goma y colocarlos a lo largo de la línea
trazada sobre la mesa y estirar la banda
hasta unos 15 cm. Soltar simultáneamente
ambos broches y observar que los mismos
se encuentran en el punto medio de dicha
distancia. Sujetar ahora dos broches en
uno de los extremos de la banda y uno
en el extremo opuesto. Estirar ésta hasta
un largo de 24 c m y soltarla. ¿Dónde se
encuentran los broches ahora? Repetir el
experimento prendiendo dos broches en
cada extremo de la banda de goma. ¿Dónde se encuentran? Repetir con dos broches
en un extremo y tres en el otro. ¿Dónde se
encuentran esta vez? ¿Qué conclusión extrae de este experimento?
1
2.248 U n experimento sobre la fuerza viva
y el movimiento
Atar con un hilo ambos extremos largos
de un broche para ropa para que permanezca abierto. Colocarlo en el centro de
una mesa larga y apoyar dos lápices de
aproximadamente igual tamaño en cada
lado del mismo, en contacto con los extremos atados del broche. Quemar el hilo
con cuidado (ver la figura) y observar los
lápices. Serán proyectados en direcciones
2.248
138
Mecánica
opuestas. Repetir el experimento empleando dos lápices m á s largos, de igual peso
y tamaño. ¿Qué se observa? Comparar con
los resultados anteriores. Repetir empleando en un lado un lápiz m á s grande y pe-
2.251 L a acción y la reacción en un modelo de bote a vela
Instalar dentro de un modelo de bote a
vela un ventilador accionado a pilas dirigiendo 'el aire contra el velamen. Comparar los resultados con los que se obtienen
con el ventilador enviando viento *a las
velas desde la orilla.
Máquinas
sado y en el otro uno pequeño y m á s
liviano. ¿Qué se observa? Si se pueden
conseguir algunas bolillas de metal o bolitas comunes, repetir la experiencia usando distintas combinaciones de bolillas m e tálicas o bolitas. ¿Qué conclusiones se extraen de este experimento?
Acción y reacción
2.249 Acción y reacción de las fuerzas de
compresión
Las fuerzas trabajan en pares; si se ejerce
una presión sobre una pared ésta efectúa
una presión de igual fuerza en sentido
contrario. Procurarse dos balanzas de cocina a resorte, con platillos cuadrados y
colocarlas horizontalmente sobre una m e sa enfrentando los platillos uno contra
otro, con los cuadrantes hacia arriba. U n
alumno empujará sobre una balanza y el
maestro sobre la otra, en forma simultánea. Se observará que las indicaciones de
ambos cuadrantes son iguales aunque el
maestro empuje más fuerte que el alumno (ver también los experimentos 4.102,
4.103).
2.250 L a acción y reacción en las fuerzas
de tracción
Tomar dos balanzas a resorte. Hacer un
lazo en cada uno de los extremos de una
cuerda resistente. Atar a cada extremo
una balanza a resorte y hacer qu.e dos
alumnos tiren en direcciones opuestas.
Anotar y comparar las lecturas de ambas
balanzas.
2.252 Los tres tipos de palancas
A. Aserrar un palo o una tabla a la altura
de un mueblre pesado, pupitre o mesa del
aula. Sostener esta tabla en posición vertical cerca del mueble y apoyar sobre su
extremo superior y perpendicularmente
otro palo de la misma longitud, empleándolo como palanca para levantar la mesa
o escritorio (observar la figura). Notar
que el brazo m á s largo de la palanca describe un movimimento m á s amplio que el
m á s corto. No se gana energía pero la
fuerza ejercida por el extremo más corto
es mucho mayor que la empleada para
mover el extremo largo.
n
/
U n tipo de palanca
Y
B. Elegir un listón de madera uniforme de
aproximadamente 1 m de largo por 4 c m
de ancho y 5 m m de espesor. Practicar un
agujero en uno de sus 'extremos, en la
mitad del ancho. Hacer también agujeros
en dos tarugos verticales a unos 12 c m de
su base. Dichos tarugos se montarán sobre
una base (ver la figura) y se colocará entre ambos la barra de fa palanca asegurándola con un clavo que pasará por los tres
139
Mecánica
agujeros y hará las veces de pivote. Colocar pesos a lo largo de la barra y medir
con un dinamómetro la fuerza aplicada
necesaria para levantar el extremo de la
misma.
2.255
sacar puntas se utilizó c o m o una rueda
que gira alrededor de su eje. Confeccionar
un diagrama de las fuerzas. ¿Existen semejanzas entre este dispositivo y alguno
de los tipos de palancas estudiados en el
experimento anterior?
/
Y
C. Para construir un tercer tipo de palanoa invertir las posiciones del peso y de
la balanza (ver el dibujo). Comparar 10s
resultados con los obtenidos anteriormente. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas
de estos tres tipos de palancas?
Un tercer tipo de palanca
2.253 Un torno simple
Quitar el casquete de una máquina de
mear punta a los lápices y atar fuertemente un cordel al extremo del eje. E n el otro
extremo del cordel atar dos o tres libros
o un peso de varios kilogramos y dar
vuelta a la manija. ObseNar que la fuerza necesaria para mover la manija es m u y
inferior a la fuerza de la gravedad que
actúa sobre los libros o el peso. Advertir
que en este experimento la máquina de
2.254 Una polea simple
Se puede 'construir una polea razonablemente satisfactoriacon una percha de
para ropa y un carrete de
Cortar los dos brazos de la percha a unos
20 c m del gancho. Doblar en ángulo recto los extremos que se harán pasar por el
carrete ajustándolos de manera que éste
pueda girar libremente y CuNándoios de
nuevo para impedir que los alambres se
separen (observar el dibujo).
2.255 Una polea fija simple
Construir una polea fija en la forma indicada en la figura. Mediante pesas suspendidas de A, determinar la fuerza necesaria para levantar pesos de 25, 50, 75,
100 y 200 g que se suspenderán por turno
de B. Medir el desplazamiento del punto
de aplicación de la potencia (A) cuando
la fuerza resistente (B) se ha desplazado
20 cm.
2.256
Mecánica
140
colocarlo sobre una tabla en pendiente que
haga las veces de plano inclinado y hacerlo ascender por el mismo tirando. Anotar la fuerza necesaria para poner al auto
o patín en movimiento y compararla con
la que indica el dinamómetro cuando se
suspende al objeto verticalmente. Observar
también que cuando el objeto se desplaza
a lo largo del plano inclinado la fuerza
se ejerce a lo largo de una distancia mayor
que cuando se lo Icevanta verticalmente a
una altura igual sobre el nivel de la mesa.
Prescindiendo de la fricción el trabajo requerido es el mismo en ambos casos. Destacar que (estacondición se cumple igualmente en otIias máquinas simples.
2.256 Una polea móvil sencilla
Pasar un cordón, uno de cuyos extremos
se atará a un soporte horizontal por dos
poleas dispuestas como indica la figura y
suspender de ellas un objeto pesado. Si
la mesa 'en la que se efectúa la demostración no posee un soporte adecuado, podrá
usarse en su lugar una barra apoyada sobre los respaldos de dos sillas. Atar el
extremo del cordón a una balanza a resorte y comparar ei peso del objeto con la
fuerza requerida para levantarlo por medio del sistema de poleas. Comparar también las distancim recorridas por el punto
de aplicación de la potencia y el peso
levantado.
2.257 Planos inclinados
A. Enganchar a un dinamómetro un auto
de juguete, pesado, o un patin de ruedas,
B. Recortar un triángulo rectángulo, de
papel blanco o de embalar cuyos catetos
midan, respectivamente, 30 y 15 cm. Sobre una varilla cilíndrica de unos 20 c m
de largo enrollar la hoja de papel comenzando por el $cateto menor y yendo
hacia el vértice del triángulo. Cuidar de
mantener siempre el otro cateto perpendicular a la varilla y observar que el plano
141
Mecánica
inclinado, es decir, la hipotenusa, se enrolla en espiral a lo largo de la varilla de la
misma forma que la rosca de un tornillo.
C. Perforar un orificio en un taco de madera, en el que pueda introducirse,forzando, un perno con rosca en casi toda su
longitud. Hundir la cabeza del perno en
la madera hasta que quede al nivel de la
superficie y clavar encima del taco una
tabla. Sobre la rosca que sobresale atornillar una tuerca y luego poner una aranh
Fi
2.261
servar los resultados (ver la figura). Confeccionar una lista de mecanismos impulsados mediante correas.
2.259 Estudio de los engranajes con la
ayuda de una bicicleta
Invertir una bicicleta, de manera que se
apoye sobre el asiento y el manubrio. Hacer dar al pedal una vuelta exacta y contar el número de vueltas que cumple la
rueda trasera.
2.260 Engranajes simples
Con un martillo y un clavo mediano perforar orificios exactamente en el centro
de varias tapas ‘corona’ enderezando sus
bordes para que sean lo más circulares
posible. Colocar dos de éstas sobre un
dela y un trozo de tubo metálico cuyo
diámetro interno sea algo mayor que el
del perno. Haciendo girar la tuerca con
una llave, el aparato funcionará como un
poderoso cric (ver la figura).
2.258 SenciiZa impulsión por correas
Clavar en un trozo de tabla dos clavos
largos y colocar en ellos dos carreteles,
uno más grande, de manera que los clavos les sirvan de ejes. Deslizar sobre los
mismos una banda de goma. Hacer rotar
ei carretel más grande una vuelta completa y observar si el más pequeño gira más
o menos una vuelta. ¿En qué dirección
gira el carretel pequeño? Repetir la experiencia cruzando la banda de goma y ob-
trozo de madera de manera que sus dientes engranen. Fijarlas con tachuelas cuidando que puedan girar fácilmente. Hacer
girar una de las tapas y observar el sentido de rotacidn de la otra. Agregar una
tercera tapa y observar el sentido en que
gira cada una de ellas (ver la figura).
2.261 Reduciendo el frotamiento con 1ápices
Colocar lápices cilíndricos debajo de una
caja pesada. Atar un cordel a la caja e
2.261
Mecánica
142
inquirir qué fuerza se requiere para Ilevarla de un extremo B otro de la mesa.
Determinar también la fuerza necesaria
para transpontar la caja sin ayuda de los
rodillos. Resumir *los d,atos recogidos y
tratar de explicar h causa de los resultados comprobados (ver la figura).
2.262 Reducción del frotamiento empleando ruedas
Repetir el experimento anterior empleando
en lugar de rodillos algún dispositivo provisto de. ruedas. Exponer algunas de las
ventajas de las ruedas sobre los rodillos
para el movimiento de objetos.
2.265 Reducción de la fricción mediante
una corriente de aire
Recortar un disco de cartón de unos 10 c m
de diámetro. Abrirle un agujero en el centro con un alfiler eabntado al rojo. Aserrar en dos un carretel de hilo y encolar
la base de una de las dos mitades en el
centro del disco. Tomar un trozo de bambú
u otro objeto tubular que se ajuste exactamente al agujero del carrete. Introducir
el mismo en la boquilla de un globito asegurándolo con hilo de algodón o mediante
una banda de goma (observar la figura).
Inflar el globo, apretar la boquilla e insertar el tubo en el agujero del carrete.
Colocar el disco sobre la mesa y dejar que
2.263 Reducción del frotamiento empleando aceite
Colocar dos placas de vidrio, una al lado
de la otna y verter sobre una de ellas algunas gotas de 'aceite.Indicar a los alumnos que froten con el dedo, primero el
vidrio no aceitado y luego el otro para
percibir la diferencia.
2.264 Reducción del frotamiento mediante
cojinetes a bolillas
Tomar dos envases de hojalata, de pintura
por ejemplo, cuyo reborde superior presente una garganta profunda alrededor de la
tapa. Poner bolillas en una de las gargantas e invertir la otra lata sobre las mism a s improvisando un cojinete a bolillas.
Colocar un libro en la parte superior y observar con que facilidad gira este cojinete
experimental. Aceitando las bolillas girará con mayor facilidad aún.
el aire escape. Al expandirse el aire saldrá por el !agujero y levantará el cartón
de tal manera que,bastará un leve golpecito para que se deslice rápidamente hasta
el otro extremo de la mesa, prácticamente
sin frotamiento. Este experimento ilustra
el principio de dos vehículos a propulsión
sobre colchón de aire.
2.266 L a hélice
Aunque la reacción a chorro se está transformando en la principal fuerza de pro-
143
Fluidos
pulsión de las aeronaves, la hélice ha
prestado buenos servicios a la aviación y
la navegación aún depende de la misma.
Para ilustrar su principio puede emplearse
el dispositivo que aquí se describe:
El rotor puede construirse con la tapa
de una lata (ver la figura A) teniendo la
precaución de emparejar el borde exterior
pana evitar el peligro de cortaduras. Dibujar prolijamente las tres paletas sobre
la tapa. En primer término se harán los
cortes marcados con líneas llenas y después los indicados con líneas punteadas,
de manera que las secciones m á s pequeñas puedan retirarse completamente dejando libres las tres palas. Los cortes se
practicarán mejor sobre un trozo de m a dera empleando un formón viejo. Antes de
torcer las paletas perforar en su centro
dos agujeros de 5 m m . d e diámetro separados entre sí 5 mm, quitando luego el
pequeño puente de metal entre ambos para hacer una ranura central.
El siguiente requisito es procurarse una
varilla retorcida de metal grueso, de aproximadamente 1 c m por 25 c m que encaje
en la ranura efectuada. Si no pudiera conseguirse dicha varilla, podrían usarse en
su lugar dos alambres gruesos (observar
la figura b). Para retorcer las alambres
doblar por el medio un trozo de 60 c m
dejando una gaza grande en el extremo
en que se practicó el doblez. introducir
en ésta un trozo de varilla cilíndrica B
y sujetar ambos extremos libres bien juntos a un tornillo de banco y retorcer el
trozo de alambre doblado dándole un ángulo de torsión uniforme de unos 20" con
respecto al eje. Finalmente conseguir un
Fluidos
La presión de los iiquidos
2.267 Diferencia entre peso y presiiín
Cortar dos tarugos cuadrados, de madera,
uno mucho m á s pequeño que el otro y
unirlos c o m o indica la figura. Presionar
cada una de sus caras consecutivamente
sobre una plancha de *arcilla o plastilina,
2.267
tubo pequeño por cuyo interior el alambre se deslice fácilmente. Dicho tubo puede confeccionarse con un trozo de hojalata. Naturalmente el ángulo de las palas
de la helice debe permitir que la misma
se eleve cuando se imprima al rotor un
movimiento de rotación empujándolo hacia afuera del alambre. El dispositivo estará constituido por tres partes: el alambre, que se mantendrá en posición vertical; el tubo de hojalata que descansará
sobre la gaza, al pie del alambre retorcido y el rotor que se apoyará sobre el
extremo superior del tubo, tal c o m o puede
verse en la figura (c). Para lanzar este
'platillo volador', sostener el aparato firmemente por encima de la cabeza tomán-
a
b
C
d
dolo con una m a n o por el ,tutubo y tirar
fuertemente con la otra qui,tando da varilla retorcida. C o m o la construcción de
este artefacto es Tápida, podrá experimentarse con las paletas inclinadas a distintos
ángulos y con diverso niimero de palas,
desde dos hasta seis, para alcanzar la altura de vuelo óptima. Estas pruebas deberán realizarse al aire libre. Las hélices
de la forma ilustrada en (d) se recortan
en metal laminado. U n a banda de g o m a
dará un medio de propulsión para modelos de aeroplanos y barcos.
2.267
Fluidos
aplicando en ambos casos la misma fuerza. La distinta profundidad de las marcas
indicará la diferencia de la presión.
144
presión en el fondo del recipiente con
agua y en el fondo del que contiene alcohol. Comparar los resultados obtenidos.
~
2.271 Presión del agua en un recipiente
2.268 Los líquidos ejercen presión
grande
Conectar dos tubos de vidrio o dos tubitos
transparentes para beber refrescos, de Tomar dos frascos de vidrio de la misma
15 c m de largo,mediante un tubo de goma altura, uno ancho y el otro estrecho y lley montarlos sobre un tablero vertical, co- narlos de agua hasta el mismo nivel. Utim o indica la figura. Poner agua coloreada lizando el embudo y el manómetro empleaen los tubos hasta una altura de 6 u 8 cm. dos en los experimentos anteriores medir
El conjunto constituye un medidor de pre- la presión en el fondo de cada recipiente
sión o manómetro. Extender sobre la boca y comparar los resultados.
de un embudo pequeño una membrana.
fina de goma, atada con un hilo o cordel. 2.272 El agua ejerce igual presión en toUnir el embudo al manómetro por medio
das las direcciones
de un tubo de goma de 30 cm. Sumergir el Perforar con un clavo el contorno de la
embudo en un balde con agua y observar base de una lata de conservas alta. Cubrir
en el manómetro los cambios de nivel los agujeros con una tira de cinta adhesidel líquido.
va. Llenar la lata de agua y colocarla en
una pileta o desagüe. Quitar la cinta adhesiva. Observar y constatar el alcance de
los chorros que surgen del contorno de la
lata.
2.269 La presión del agua varía con la
profundidad
Llenar de agua un recipiente alto de vidrio o un balde. Empleando el embudo y
el manómetro construidos para el experimento anterior medir la presión cerca de
la superficie y en el fondo del recipiente.
¿Cómo varía la presión en función de la
profundidad?
2.270 La presión depende de la naturaleza
del líquido
Tomar dos frascos de vidrio en los cuales pueda entrar el embudo. Llenar uno
con agua y el otro con igual volumen de
menor densidad, como por ejemplo, alcohol. Asegurarse de que la profundidad de
ambos líquidos sea la misma. Medir la
2.273 Equilibrando columnas de agua
Practicar una perforación o quitar el fondo a varias botellas de material plástico
de diferentes formas pero de aproximadamente la misma altura. Colocarles tapones
portadores de tubos de vidrio y conectar
las botellas entre sí en la forma que muestra la figura. Verter en las botellas agua
coloreada hasta que estén casi llenas. Mediante este experimento se demostrará
que la presión ejercida por un líquido es
independiente de. las dimensiones y forma
del recipiente que lo contiene y depende
solamente de la profundidad del líquido.
145
Fluidos
2.274 Elevación de grandes pesos mediante la presión hidráulica
Tomar una bolsa de goma para agua caliente y cerrarla con un tapón bien ajustado provisto de una perfomción atravesada por un ,tubo corto de vidrio. Luego,
perforar el fondo de una lata de conservas practicando un orificio de dimensiones suficientes para colocar otro tapón
perforado con su correspondiente tubo corto de vidrio. Unir la bolsa de goma con
la lata mediante un tubo de goma de por
lo menos 1,25 m de largo. Convendrá asegurar con algunas vueltas de alambre la
conexión del tubo con la bolsa. Luego,
llenar ésta, el tubo y la lata con agua.
Colocar la bolsa sobre el piso y encima
de ella una ,tabla (ver la figura) y sobre
esta última poner libros u otros objetos
pesados. Levantar entonces la lata por
encima del nivel del piso y observar qué
ocurre con dichos objetos. Comprobar qué
peso puede levantarse colocando la lata
a la altura máxima posible con relación
al piso.
2.275 El agua no es compresible
A. Cerrar una botella de plástico flexible
con un tapón perforado atravesado por
un tubo de vidrio de un cuentagotas, de
manera que su extremo agudo quede hacia afuera. Llenar de agua completamente
la botella. Poner el tapón y hundirlo hasta
que penetre un poco de agua en el cuentagotas. Tomar la botella entre las manos
2.277
y apretarla lo más fuertemente posible;
como el agua no es compresible ascende;
rá por el tubo. ¿Puede lograr que el agua
desborde del tubo?
B. Llenar con agua un frasquito de remedio y cerrarlo con un tapón que ajuste
bien. Aplicar un golpe seco al tapón con
un martillo: el frasco estallará. Precaución: Envolver previamente el frasco para evitar,que salten trozos de vidrio.
2.276 Construcción de un modelo de ascensor hidráulico
Algunos montacargas y ascensores están
accionados por la presión del agua. Se
puede construir uno con un inflador de
automóvil. Colocar en el pico del inflador
un trozo de tubo de goma y atar la conexión con alambre para que no ceda
Conectar el otro extremo a un grifo, atando también la conexión en la misma forma. Hacer sentar a uno de los alumnos
sobre el mango del inflador de modo que
se mantenga en equilibrio.Abrir lentamente el grifo y observar si la presión del
agua es suficiente para hacerlo elevar.
2.277 U n modelo de ariete hidrúuiico
Los arietes hidráulicos se emplean a veces
para elevar el agua desde un nivel inferior a otro superior. Funcionan mediante
el flujo de una corriente de agua. Se puede
construir un modelo de ariefe hidráulico
de 'lasiguiente manera: Tomar una botella
de material plástico y quitarle el fondo.
Ajustar a la misma un tapón de goma
perforado y atravesado por un tubo de
vidrio corto. Conectar éste a un tubo en
T de vidrio o metal provisto en uno de
2.277
146
Fluidos
sus extremos de un tubo de goma y
un pico surtidor conectado mediante otro
tubo de goma en la forma indicada en la
figura. Llenar la botella con agua y apretar con los dedos el extremo del tubo de
goma. Luego, soltarlo dejando correr el
agua y detenerla bruscamente apretando
de nuevo. Tomar nota de la altura que
alcanza el agua que salta por el pico surtidor. Dejar que el agua corra y salte
dternadamente. Se tendrá así en funcionamiento un modelo de ariete hidráulico.
2.278 Modelo de una rueda hidráulica
Los modelos de ruedas hidráulicas pueden
construirse con carreteles usados de cintas para máquina de escribir o cinta adhesiva. Las paletas se confeccionarán con
trozos de hojalata cortados en la forma
indicada en la figura y soldados al interior del carrete. U n a broqueta o aguja de
tejer hará (lasveces de eje. U n a corriente
R
de agua procedente de una canilla o guiada desde un depósito o canaleta para
desagüe pluvial, constituirá una fuente de
potencia adecuada. Otro tipo de rueda puede construirse con un carretel de hilo o
un corcho. Practicar cortes longitudinales
como se indica en la figura e insertar en
los mismos láminas rectangulares de madera u hojalata, que actuarán como paletas.
metida la caja. Poner un poco de agua
en su interior y repetir el experimento.
Agregar agua varias veces en pequeñas
cantidades hasta que la caja no flote más.
Llenar completamente con agua k caja y
taparla. Pasar un cordel doble a su alrededor y atar en sus extremos una banda
de goma <larga. Levantar la caja soeteniéndola por la misma y observar su alargamiento. Sumergir luego la caja en un
balde con agua y observar nuevamente la
longitud de la banda de goma. ¿Cómo explicar la diferencia?
2.280 Construcción de un ludidn
Procurarse un frasco de vidrio alto y de
boca ancha. Lastrar la pera de goma de
un cuentagotas enrollando varias vueltas
de alambre de cobre en su parte estrecha.
Llenar el frasco de agua a ras del borde.
/
Flotabilidad
2.279 Empuje vertical del agua
Tomar una caja de metal -una lata de
café o cigarrillos,por ejemplo- cuya tapa
cierre herméticamente. U n a vez tapada,
sumergirla en un balde con agua, con la
tapa hacia abajo y soltarla bruscamente.
Repetir el experimento con #lacaja en distintas posiciones. ¿Qué se observa? C o m probar el empuje vertical a que está so-
Introducir agua en la pequeña pera y hacerla flotar en el recipiente. No debe quedar en ella m á s que la cantidad de aire
suficiente para impedir que .se hunda. Se
necesitarán muchos y largos tanteos para
147
Fluidos
conseguirlo, apretando la pera para hacer
salir el aire burbuja a burbuja. U n a vez
logrado esto, cerrar el frasco, ya sea con
un tapón grande o extendiendo sobre su
boca una membtana de goma recortada
de una cámara usada. Empujando el tapón o la membrana de goma, se observará que el ludión se hunde, volviendo a
la superficie al cesar la presión. Si el
flotador se confecciona con un tubo de
vidrio, pequeño, o un frasquita de remedio, se podrá explicar el funcionamiento
del ludión observando el ascenso y descenso del nivel del agua en su interior,
cuando aquél desciende y sube.
2.281 Cuerpos sumergidos
Para este experimento se requiere un recipiente de enrase fijo, una piedra que
entre en su interior y un vaso colector,
confeccionado con una lata en desuso.
Llenar de agua el recipiente de enrase
fijo hasta la altura del pitco; atar la piedra a un cordel y pesarla con un dinamómetro. Pesar el vaso colector y colocarlo
debajo del pico de escurrimiento del recipiente, de manera que pueda recoger el
agua desplazada del mismo al hundirse la
2.284
2.282 Cuerpos flotantes
Llenar con agua el recipiente de enrase
fijo, dejando correr el agua hasta que la
superficie esté al nivel del pico. Elegir un
trozo de madera que flote hundiéndose
en el agua hasta la mitad o más. Pesar
este trozo de madera con un dinamómetro.
Pesar el recipiente colector y colocarlo
bajo el pico de escurrimiento del primer
recipiente. Sumergir el trozo de madera
en éste y leer el peso indicado por el dinamómetro. Calcular el peso del agua desplazada restando del peso total del colector m á s el agua recogida, el peso del
colector vacío. ¿Qué relación existe entre
la aparente pérdida de peso del trozo de
madera flotante y el peso del agua desplazada por el mismo? Repetir, el experimento con otros cuerpos que floten.
2.283 Experimento con una vela flotante
Introducir u n clavo en el extremo infe
rior de una vela. Deberá elegirse uno cuyo
peso permita que la vela flote con su ex
tremo superior sobresaliendo de la superficie del agua, cuando se (la coloca así
lastrada dentro de un recipiente alto, lleno
de agua. Encender la vela y observarla
hasta que se consuma casi totalmente.
Mientras arde su peso disminuye en forma
constante. ¿Por qué continúa flotando?
2.284 Grado de fiotabilidad de distintas
clases de madera
Tomar un corcho y trozos de madera de
distintas clases, por ejemplo, arce, caoba
y ébano (ver la figura). Ponerlos en un
recipiente con agua y observar de qué
piedra (ver la figura). Sumergir la piedra
en el agua y anotar su peso; ¿tiene el mismo peso en el agua que en el aire? Recoger
el agua vertida por el pico de escurrimiento y calcular su peso restando del
peso total el del vaso colector. ¿Qué relación existe entre el peso del agua desplazada y la pérdida de peso comprobada
al pesar la piedra sumergida en el agua?
Repetir este experimen.to con otros cuerpos.
D
A corcho
B
arce
c caoba
D ébano
2.284
manera flota cada madera. ¿Qué explicación puede darse a este fenómeno?
2.285 Experimento con un huevo flotante
Sumergir un huevo en un vaso con agua
dulce y observar. Agregar sal al agua observando si el huevo flota (ver la figura).
¿Cómo explicar este fenómeno? ¿Estará
relacionado con el hecho de que los buques calan menos en e1 agua salada que
en el agua dulce?
2.286 U n hidrómetro construido con una
pajita para beber refrescos
Tomar un tubito para refrescos o una paja
natural, sólida y de unos 20 c m de largo.
E n caso de no ser impermeable sumergirla en estearina fundida y dejarla secar.
Obturar con cera uno de sus extremos y
por el otro echar perdigones de plomo O
arena fina hasta que la paja flote en posición vertical. Dejar caer después una
gota de cera fundida para inmovilizar definitivamente el lastre. Colocar en {la paja
un anillo de g o m a delgado o un trozo de
hilo negro de algodón que pueda deslizarse
hacia arriba y abajo a m o d o de indicador.
Marcar sobre la paja el nivel del agua.
Retirarla del agua y medir la distancia
entre su extremo y la señal. Sea x esta
longitud expresada en cm. Admitiendo que
el peso específico del agua es igual a la
unidad y que la sección de la pajita es
uniforme, se puede proceder a graduar el
hidrómetro para que mida la densidad de
diversos líquidos, comprendida digamos
entre 0,6 y 1,2, mediante la fórmu!a siguiente:
Distancia desde el extremo de la paja a
la señal
-
148
Fluidos
X
densidad relativa del líquido
2.287 L a flotabilidad en diferentes líquidos
Tomar un recipiente de vidrio, .estrecho y
alto -probeta o botella-. Procurarse adem á s los siguientes líquidos: mercurio, tetracloruro de carbono, agua y querosene.
Se necesitará también una esfera pequeña
de acero o hierro, que puede ser una bolilla de cojinete o en su defecto,un perno o
una tuerca de hierro; un trozo de ébano
u otra madera que no flote en el agua, un
trozo de parafina y un corcho. Echar en
la probeta sucesivamente: mercurio, tetracloruro de carbono, agua y querosene.
Luego, echar los cuatro sólidos antes mencionados. Se comprobará que el hierro
atraviesa las tres capas de los díquidos
superiores pero flota en el mercurio; que
el ébano atraviesa los dos primeros líquidos
y flota en el tetracloruro de carbono; que
la parafina atraviesa el querosene y flota
en el agua y que el corcho flota sobre el
querosene.
A corcho
B
parafina
c ébano
hierro o acero
querosene
agua
c tetracloruro de carbono
H mercurio
D
E
F
2.288 C ó m o un submarino asciende y desciende en el agua
Colocar trocitos de hierro o guijarros en
el fondo de un frasco pequeño de boca
ancha, cubriéndolos con parafina fundida
para inmovilizarlos, de manera que el frasco flote en posición vertical. Cerrarlo con
un tapón con doble perforación. Pasar por
uno de los orificios un tubo de vidrio en
U, una de cuyas ramas llegará hasta el
fondo del frasco. E n el otro orificio introducir un tubo de vidrio corto conectando al mismo un tubo de goma. Sumergir
el frasco en un recipiente con agua.
Aspirar por el tubo de g o m a un poco
de aire; el agua penetrará por el sifón al
interior del frasco que terminará por hundirse. Se lo podrá reflotar soplando por
el tubo hasta extraer parte del agua que
149
Fluidos
penetró. C o m o el uso del aire comprimido
para vaciar los tanques no es práctico
cuando el submarho se halla sumergido,
los ingenieros submarinistas ajustan la
densidad del barco a la del agua y emplean timones de profundidad para descender y ascender. Para navegar en la superficie desagotan elos tanques insuflándoles aire del exterior cuando el submarino
emerge. Este dispositivo ilustra también el
principio en que se basan los tanques y
pontones empleados en el reflotamiento de
buques hundidos. Sujetar un peso al frasco, sumergir el conjunto en el agua y elevario hasta la superficie insuflando aire
en el frasco.
J
2.289 Inmersión y flotación
Dar forma de pequeño bote a un trozo de
lámina de plomo, hojalata o aluminio y
haicerlo flotar en un recipiente con agua.
Luego, estrujar el bote de papel metálico
hasta convertirlo en una pequeña bolita y
tratar de hacerla flotar en el agua. ¿Qué
se comprueba? ¿Cuál sería su mejor explicación de este fenómeno?
Tensión superficial
2.290 Acción del jabón sobre la tensión
superficial
Tomar un plato grande y lavarlo hasta
que esté perfectamente limpio. Llenarlo
con agua fría y dejarlo en reposo un m o mento sobre la mesa hasta que el líquido
se inmovilice completamente. Espolvorear
ligeramente con talco la superficie del
agua. Tocar el agua cerca del borde del
plato con un trozo de jabón húmedo; el
ta'co será rechazado de inmediato hacia
el lado opuesto del plato. El jabón habrá
reducido la tensión Superficial a su alre-
2.294
dedor y el aumento de la misma hacia el
otro borde del plato provocará una contracción de la superficie que arrastrará
consigo el talco. Intentar un experimento
similar reemplazando el talco por azufre
sublimado y el jabón por detergente sintético líquido. Podrá proyectarse el resultado de la experiencia sobre una pantalla, empleando un plato transparente sobre un reflector dirigido hacia arriba.
2.291 Hacer flotar una aguja en el agua
Tomar una aguja de acero y secarla cuidadosamente. Colocarla sobre los dientes
de un tenedor que se sumergirá con cuidado en un vaso lleno de agua. Si se procede con la debida precaución, la aguja
flotará cuando se retire el tenedor. Observar de cerca la superficie del agua: podrá
advertirse que 'la película superficial parece curvarse bajo el peso de la aguja.
2.292 Hacer flotar una hojita de afeitar
Conseguir una hojita de afeitar de las de
doble filo y tratar de hacerla flotar en la
superficie del agua. Observar nuevamente
la superficie y constatar si la película superficial se hunde bajo el peso de la hojita.
2.293 C ó m o levantar la superficie del agua
Curvar en forma de gancho el extremo de
un alfiler O de un alambre fino. Afilar su
punta hasta aguzarla bien. Poner el ojo
al nivel de la superficie del agua contenida en un vaso. Sumergir el gancho bajo
la superficie y levantar suavemente la punta hacia el exterior; si se procede con cuidado la punta levantará la superficie ligeramente sin romperla.
2.294 C ó m o envasar el agua en un tamiz
Verter aceite sobre la malla metálica de
2.294
Fluidos
un tamiz de cocina. Sacudirlo para extraer
el exceso y evitar que los orificios queden
tapados. Echar con precaución el agua de
un jarro en el tamiz, haciéndola correr a
lo largo de la pared del mismo. Cuando el
tamiz esté lleno hasta la mitad sostenerlo
encima de una pileta o de un balde y observar el fondo. Se comprobará que el agua
presiona a través de cada agujerito de la
malla, pero que la tensión superficial impide su paso a través de ésta. Bastará
tocar con el dedo la parte inferior del tamiz
para que el agua corra.
2.295 C ó m o llenar un vaso con agua hasta
colmarlo sin que desborde el líquido
Colocar un vaso sobre un plato playo o
fuente. Frotar sus bordes con un lienzo
seco y llenarlo de agua hasta el ras. Se
observará que es posible llenar el vaso algunos milímetros m á s sin que desborde.
Luego, dejar caer monedas o arandelas
metálicas dentro del vaso introduciéndolas
por el borde. Mediante este procedimiento
determinar hasta dónde puede colmarse
el vaso sin que desborde.
2.296 ‘Comprimiendo’ agua
Tomar una lata de conserva vacía y con
un clavo practicar cinco agujeritos en la
base. Estos orificios deberán estar m u y
cerca del fondo y distantes 5 m m uno de
otro. Llenar la ,lata con agua y observar
que se escapa por 5 chorritos. Comprimir
entre el pulgar y el índice estos hilillos
de agua y se unirán formando un único
chorro. Pasando la m a n o por delante de
la fila de agujeros, los cinco chorritos se
volverán a separar (ver la figura).
2.297 U n bote impulsado por la tensión
superficial
Procurarse algunas pastillas de alcanfor o
bolitas antipolillas. Recortar dos o tres lotes
de papel rígido, cada uno de unos 2,5 c m
150
de largo. Hacer en la popa una muesca
de tamaño suficiente como para sostener
un trocito de alcanfor en contacto con el
agua sin dejarlo caer. Hacer navegar estos
botes en una fuente grande llena de agua.
Se pueden introducir variantes interesantes en este experimento haciendo la muesca en el lado derecho o izquierdo de la
popa. *
2.298 Soplando pompas de jabón
Las películas y pompas de jabón permiten
estudiar m u y bien la tensión superficial.
Puede prepararse una buena solución para
pompas de jabón disolviendo tres cucharadas soperas rasantes de jabón en polvo
o en escamas en cuatro tazas de agua
caliente. Dejar en reposo la solución durante tres días antes de emplearla. Tratar
de hacer pompas de jabón con un soplador
de burbujas, una pajita para beber refrescos, una pipa de arcilla común o una trompeta de juguete, vieja, de unos 4 c m de
diámetro. Se puede hacer un buen soplador
de burbujas cortando el extremo de una
paja en 4 secciones de 1 c m de largo y curvándolas hacia afuera. El corte longitudinal p w d e hacerse con una hojita de afeitar.
2.299 Soporte para pompas de jabón
Fijar una varilla vertical de unos 15 c m
de largo a un zócalo de madera. Enrollar
Y
I
151
Fluidos
alambre de cobre o de hierro alrededor
de lla varilla y hacer un aro de unos 10 c m
de diámetro (ver la figura). Sumergir este
aro en una solución jabonosa. Soplar una
pompa de jabón grande y pasarla al aro.
Humedecer una pajita en la solución de
jabón, introducirla con cuidado en la pompa y tratar de soplar otra pompa en el
interior de la más grande. Se requerirá
cierta práctica antes de lograrlo.
2.300 Experimentos con películas jabonosas
Construir con alambre las armazones representmadas en la figura. Sumergirlas en
una solución concentrada de jabón y ob-
servar 1,as películas obtenidas. Sumergir
el marco con corredera en la solución jabonosa. Tirar de la corredera suavemente
y observar la distensión de la película de
jabón. Soltarla y será llevada hacia atrás
por la contracción de bta.
La presi6n atmosférica
2.301 Experimentos con la presión e m pleando jeringas
Las jeringas de material plástico de 100
cm3 pueden emplearse en muchas investigaciones sobre 'la presión del aire. C o n
su extremo obturado, la jeringa puede
emplearse para comprimir el aire o producir un vacío parcial; conectando a i'amisma
un trozo corto de tubo plástico resultará fácil cerrar su extremo mediante un
broche a presión o un tarugo de madera.
También puede cerrarse introduciendo di,
cho extremo en un trozo de madera o
plástico en el que previamente se habrá
efectuado una perforación de la medida
adecuada. Usando dicha base como plataforma se podrá utitlizar la jeringa en posición vertical y usarla a modo de balanza
2.303
para determinar un peso por medio del
aire comprimido. Suspendida de un pitón
provisto de un aro, en posición invertida
y con una pequeña cantidad de aire en su
interior puede servir de balanza 'a resorte'.
La compresión de aire húmedo dentro de
la jeringa originará una condensación de
agua formando una 'lluvia'. Uniéndola a
un tubo de plástico de 20 o 30 c m se improvisará una bomba sencilla y empleando
tubos de diversas longitudes con agua en
su interior se obtendrá un termómetro de
aire o termobarómetro o bien, si se e m plea un tubo de 11 o 12 m de largo, un
barómetro de agua. Uniendo dos jeringas
por medio de un trozo de tubo se pueden
demostrar las variaciones de la presión
dentro de sistemas cerrados (ver la figura). C o m o las jeringas están graduadas
todos estos experimentos pueden ser cuantitativos. (Ver también las experiencias
2.196 y 2.309.)
2.302 Detectando el aire
Sumergir una botella de gollete estrecho
en el agua y sostenerla boca abajo. Lentamente ,acercarel gollete a la superficie.
¿Qué se comprueba? ¿Estaba vacía la botella? Colocar un puñado de tierra en un
recipiente con agua y observar. ¿Se advierte algo que indique la presencia de aire
en la tierra? Conseguir un ladrillo y ponerlo en un recipiente con agua, ¿existe
algún indicio de que en el interior del ladrillo hay aire? Llenar un vaso con agua
y observarlo de cerca. Dejarlo en un lugar
cálido durante varias horas y luego observar nuevamente. ¿Qué diferencia se advierte? ¿Hay alguna señal de que el agua eontiene aire?
2.303 El aire ocupa un lugar en el espacio
A. Tom'ar una botella y un embudo. Colocar el embudo en el cuello de la botella y
cubrir d intersticio alrededor del mismo
con arcil1,a de modelar, cuidando de comprimir bien la arcilla húmeda en el cuello
de la botella. Verter agua lentamente por
el embudo (observar la figura). ¿Qué se
comprueba? ¿Qué propiedad del aire pue-
Fluidos
2.303
de deducirse? Repetir el experimento vertiendo agua hasta colmar casi el embudo
y con cuidado perforar con un clavo la
arcil1.ahacia el interior de .labotella. ¿Qué
se observa? ¿Cómo explicarlo?
A. aire en el
interior de la
botella
B. aire en el
interior del
vaso
B. Llenar con agua hasta la mitad un recipiente grande y hacer flotar un corcho
en el agua. Hundir un vaso invertido por
encima del corcho. ¿Qué se observa? Asegurar firmemente un trozo de papel en el
fondo del vaso y repetir el experimento.
¿Se moja el papel?
C. Conseguir un acuario o una cuba grande y llenarlo de agua casi por completo.
Sumergir en el agua un vaso invertido y
con la otra m a n o sumergir un segundo
152
figura). Llenar el segundo vaso con el
aire del primero. ¿Qué propiedad del aire
se pone en evidencia?
2.304 El aire posee masa
Colocar sobre una mesa o escritorio una
varilla plana de aproximadamente un m e tro de largo de m o d o que más o menos la
mitad de la misma sobresalga del borde.
Sobre el extremo de la varilla apoyado
sobre la mesa extender una hoja de diario
aplanándola cuidadosamente.Aplicar en el
otro extremo un golpe seco con la m a n o
o con una maceta de madera. La varilla
se quebrará en el borde de la mesa. La
rotura se debe a que la parte apoyada
sobre la mesa estaba sostenida por la
presión ejercida por el aire sobre la gran
hoja de papel. Mantenerse a un costado al
golpear la varilla. (Ver también el experimento 4.116.)
2.305 El aire ejerce presión
A. Llenar un vaso con agua hasta el borde.
Cubrirlo con un cartón, apretarlo con la
m a n o contra los bordes e invertir el vaso
y retirar la m a n o que sostiene el cartón
(observar la figura). Colocar el vaso invertido sobre una mesa bien lisa y, con
cuidado, hacerlo deslizar del cartón a la
mesa. ¿Puede sugerir alguna manera de
vaciar el vaso sin derramar su ccntenido
sobre la mesa? ¿Qué conclusiones relativas
al aire se pueden extraer de este experimento? (Ver también el experimento 4.1 17.)
EI aire sostiene
C. Trasvasando aire debajo del agua
vaso. Dejar que este úl.timo se llene de
agua inclinando su boca hacia arriba. Sostenerlo luego con la boca hacia abajo encima del primera, del que, inclinándolo se
dejará escapar el aire lentamente (ver la
el agua dentro del
tubo de vidrio
El aire sostiene el agua
contenida en el vaso
B. Tapar con el dedo el extremo de un
trozo de !tubo de vidrio recto o de una
pajita para beber refrescos e introducirlo
en un recipiente con agua coloreada. Re-
153
Fluidos
tirar el dedo y observar qué ocurre. Volver a poner el dedo en el extremo del tubo
y quitar éste del recipiente (ver la figura).
¿Que ocurre? ¿Por qué? ¿Qué propiedad del
aire se demuestra?
2.307
prendente: la frágil paja traspasa fácilmente la patata (ver la figura).
C. Practicar un agujero con un e!avo cerca de la base de una lata. Llenarla de
agua. Tapar fuertemente la boca de la lata
con la mano y el agua cesará de salir por
el agujero. Retirar la mano y volvera a
fluir nuevamente (ver la figura). ¿Qué pone de manifiesto este experimento?
D. Mojar el interior de una ventosa de
goma para destapar cañerías y apretarla
contra una superficie plana, como el asiento de un taburete. Tratar de levantar el
taburete con la ventosa. ¿Por qué es posible hacerlo? Humedecer los bordes de dos
ventosas destapadoras de caños. Presionar
fuertemente una contra otra ambas copas
de g o m a y luego tratar de separarlas (observar la figura). ¿Por qué razón son tan
La presión del aire
controla la salida
del agua
(1
Hemisferios
de Magdeburgo
simples
difíciles de separar? Este experimento es
similar a (laclásica experiencia de los hemisferios de Magdeburgo.
2.306 C ó m o atravesar una patata con una
paja empleando la presión del aire
Tapar con el dedo índice uno de los extremos de una pajita y sostener una patata
con la otra mano. Con un movimiento rápido atravesar la patata con la paja cuidando de insertarla perpendicularmente.
Al obturar la extremidad de la paja con
el dedo, mientras el otro extremo se clava
en la patata, el aire queda encerrado en
el interior de aquélla y al comprimirse da
a la paja la rigidez necesaria para impedir
que se doble. El resultado es súbito y sor-
2.307 Sencillo barómetro de mercurio (an-
tes de realizar este experimento consultar en el Capítulo Primero la
sección correspondiente a la manipulación del mercurio).
A. Cerrar uno de los extremos de un tubo
de vidrio a unos 80 c m de largo haciéndolo
girar sobre sí mismo en la llama de un
mechero de gas (ver la figura A). Sostener el tubo lo m á s verticaimente posible.
Adaptar a la extremidad que se dejó abierta mediante un tubo corto de g o m a un
pequeño embudo o tubo embudo. Verter
lentamente mercurio en el tubo de vidrio.
Precaución. Los vapores de mercurio son
nocivos y no deben aspirarse. Si en la
columna de mercurio quedan aprisionadas
algunas burbujas de aire, hacerlas desaparecer sacudiendo suavemente el tubo en
sentido vertical. Llenar el tubo hasta 1 c m
del borde. El último tramo es mejor llenarlo con ayuda de un gotero para evitar
que el mercurio salpique. Llenar el tubo
hasta que e41 mercurio rebalse apenas el
borde del mismo. Verter ahora mercurio
en un frasco o plato hasta una altura de
2 cm. Con el dedo protegido por un guante de g o m a tapar el orificio del tubo e invertirlo sobre la cubeta con mercurio.
Retirar el dedo del tubo cuando éste se
encuentre por debajo de la superficie del
mercurio. Este tubo, colocado en un soporte adecuado hará las veces de barómetro de mercurio. La diferencia entre el
nivel del mercurio del tubo y el de la cubeta da la medida de la presión atmosférica en centímetros o pulgadas de mercurio.
2.307
Fluidos
B. E n un barómetro de uso permanente se
puede emplear como depósito de mercurio
un frasco de tinta, lo que ayudará a m a n tener la superficie limpia y reducirá la
salida de vapores. Para colocarlo puede
usarse el siguiente procedimiento. Antes
154
en el cuelio del frasco. Si se desea, el
barómetro puede fijarse a un soporte provisto de una escala métrica y colgarse de
la pared. Deberá asegurarse mediante un
sostén el extremo superior del tubo e introducir el frasco de tinta en una lata en
la que ajuste bien, la que *a su vez, se
fijará al soporte.
n
2.308 Barómetro aneroide
Es posible construir un barómetro aneroide sencillo con un tubo de goma anillado
de los usados en los automóviles o con la
empuñadura de g o m a de un manubrio de
bicicleta. C o m o las causas de error en un
instrumento de este tipo son múltiples,
no podrán esperarse resultados de gran
precisión. Con dos buenos tapones o dos
tarugos de madera no porosa, cerrar ambos
extremos del tubo que servirá como cámara de vacío. Antes de colocarlos se
A
antes de calentar
B después de calentar
c extremo del tubo en la parte m á s
caliente de la llama
D mercurio
de llenar el tubo con mercurio en la forma
descripta en A, conseguir un corcho con
dos perforaciones, una para alojar el tubo
del barómetro y otra para pasar un tubo
corto, de vidrio (ver la figura B) . Deslizar
el tapón en el tubo hasta una distancia de
unos 15 c m de su extremo inferior e insertar en el otro agujero el tubo corto.
Luego, pegar en el fondo del frasco un
parche de goma de los empleados para
reparar cámaras de bicicleta. Llenar el
tubo del barómetro en la forma descripta
y taparlo con el frasco de tinta invertido
apoyando firmemente el orificio del tubo
contra el parche. Manteniendo el tubo en
contacto contra el parche invertir el dispositivo y colocarlo sobre una mesa descansando sobre la base del frasco. Sin
dejar de presionar sobre el tubo verter
un poco de mercurio en el frasco; luego,
levantar ligeramente el tubo para permitir que el mercurio descienda hasta su
posición de equilibrio y hundir el corcho
comprimirá el tubo para extraer todo el
aire y se los hará herméticos aplicándoles
cera o atando la parte exterior del tubo
de goma a la altura de 110s tapones. El
efecto de la presión atmosférica se c o m pensará en parte mediante un peso suspendido del tapón inferior que estirará el
fuelle formado por el tubo de goma. Podrá
acoplarse al aparato una aguja y una escala, en la forma ilustrada por la figura,
que permitirá !eer las fluctuaciones de la
presión atmosférica.
155
Fluidos
2.309 Medición de la presión atmosférica
con un inflador de bicicleta
U n inflador de bicicleta con el émbolo
invertido como indica la figura puede servir para determinar la presión atmosférica.
El pistón puede hacerse hermético cubriendo con una pequeña capa de aceite
el interior. del cilindro. Se calculará el
área del interior del cuerpo de la bomba
o se la medirá directamente con papel milimetrado, lo que permitirá calcular la
presión del aire en kg/cm? Se determinará
el peso que la presión atmosférica puede
equilibrar suspendiendo varias cargas de
un gancho atornillado a un tarugo de m a dera ajustado en el extremo del mango
del inflador (ver además los experimentos
2.196 y 2.301).
2.310 Determinación de la presión atmosférica mediante una ventosa degoma
Con un dinamómetro se puede medir la
fuerza requerida para arrancar una ventosa adherida a una superficie pulida. El
área sobre la que actúa la presión atmosférica se puede determinar presionando la
ventosa sobre un trozo de papel milimetrado. Preferentemente emplear una ventosa provista de un gancho. Si no pudiera
conseguirse una de este tipo, atar firme-
&J
7
2.309
2.310
mente un trozo de alambre de cobre al
cuello de la ventosa de manera que forme
un lazo. Si la mesa del laboratorio no es
lo suficientemente pulida, emplear un trozo
2.312
de vidrio plano sujetándolo contra la mesa
con una m a n o mientras se tira con la
otra. Ensayar si es posible varias veces,
con ventosas de diferentes tamaños (ver
la figura).
2.311 B o m b a elevadora simple con una
jeringa
'CGnstruir una jeringa sencilla empleando
un tubo de vidrio o metal (pueden servir
los de hierro usados en las cañerías), dos
.1
E
A
carcasa de vidrio o metal
B tapón pistón
c agujeros del pistón
D valvula de cuero o g o m a
E tubo de aspiración
tapones y un trozo de varilla metálica. El
ajuste del tapón que hace las veces de pistón se logrará enrollando alrededor del
mismo un trozo de cordel. El otro tapón,
atravesado por un tubo de vidrio, una
varilla de bambú o un tubo fuerte constituirá la parte anterior de la jeringa con
el orificio de aspiración del líquido. Practicar dos perforaciones en el pistón con un
alambre calentado al rojo y colocar sobre
cada una de ellas un trozo pequeño de
cuero que hará las veces de válvula, cerrándose al ascender el pistón y dejando
pasar el líquido cuando aquél desciende
(ver la figura).
2.312 Construcción de una bomba impelente con un tubo de ensayo
Para construir este aparato calentar sobre
llama baja el fondo de un tubo de ensayo
y soplar un orificio. Luego, practicar otro
2.3 12
Fluidos
orificio en un tubo de ensayo más grande
y colocar en ambos bolillas de cojinete o
bolitas pequeñas que harán las veces de
válvulas. Envolver con un cordel el tubo
de ensayo interior para que ajuste bien
dentro del tubo exterior pero pueda deslizarse hacia arriba y abajo. Colocar en
el tubo interior un tapón provisto de un
tubo, bien ajustado, en la forma que indica la figura. Servirá como pistón de la
bomba impelente (ver la figura).
2.313 Sifón simple
Tomar dos botellas de vidrio altas y llenarlas de agua hasta la mitad. Unir dos
tubos de vidrio de 30 c m de largo con
un tubo plástico o de goma de igual longitud. Llenar de agua el tubo así formado
y comprimir el tubo flexible para evitar
que se escurra el agua. Sumergir cada
tubo de vidrio en una de las botellas y
hacer pasar el agua de la una a la otra y
viceversa levantando más o menos cada
botella. El experimento es m á s interesante
si se tiñe el agua con un poco de tinta.
Colocar las dos botellas sobre la mesa,
¿funciona el sifón? ¿En qué forma interviene la presión atmosférica en su funcionamiento?
2.314 Surtidor de agua con un sifón
Tomar un balón de vidrio o un recipiente
improvisado con una lámpara eléctrica
usada, de la cual se retiró el culote, y un
tapón de goma con doble perforación. Por
uno de los orificios introducir un tubo
156
afilado de tal manera que uno de sus extremos ocupe más o menos el centro del
balón y el otro extremo sobresalga exteriormente unos 2 cm. Por el otro orificio
introducir un pequeño tubo de vidrio cuyo
extremo quedará a ras con la cara interior del tapón. Ajustar un tubo de g o m a
de unos 20 c m de largo al tubo afilado y
otro de m á s o menos 1 m al otro tubo de
vidrio. Poner un poco de agua en el balón
e insertar el tapón. Sumergir el extremo
del tubo de goma más corto en un recipiente lleno de agua colocado sobre una
mesa y dejar caer el tubo más largo en
un balde colocado en el piso y luego invertir el sifón (ver la figura). El surtidor
podrá observarse mejor si el agua del
recipiente colocado sobre la mesa se colorea con un poco de tinta. Es posible
armar un surtidor sifónico doble intercalando en el dispositivo otro balón preparado en la misma forma que el anterior.
2.315 Elevando agua mediante la presión
atmosférica
Colocar a un tubo de ensayo un tapón
perforado atravesado por un tubo de vidrio. Extraer el aire hirviendo en el mismo
un poco de agua. Invertirlo y sumergir el
extremo abierto del tubo en un recipiente
con agua. La presión atmosférica empujará el agua hacia arriba hasta llenar el
tubo casi por completo (ver la figura).
2.316 Relación entre volumen de aire y
presión
Conseguir un tapón de g o m a que ajuste
perfectamente en el interior de un vaso
estrecho o de una probeta. Fijarlo al extremo de una varilla cilíndrica de madera
y colocar en el otro extremo de ésta la
tapa de una lata, que hará las veces de
platillo de la balanza. Lubricar el pistón
así formado con un poco de vaselina o
aceite pesado para motores. El pistón impedirá la salida del aire del recipiente.
Poner diferentes pesos sobre el platillo y
medir el volumen del aire contenido en el
cilindro de vidrio correspondiente a cada
peso (ver la figura). Observar que el volumen es inversamen& proporcional a la
presión.
157
2.319
Fluidos
2.510
2.317 U n modelo para demostrar el funcionamiento de los pulmones
Quitar el fondo de un frasco grande de
material plástico o de vidrio. Ajustar al
golllete un tapón atravesado por un tubo
en Y. En cada brazo del tubo en Y atar
un globo de goma o una vejiga pequeña.
Reemplazar el fondo del recipiente por
una hoja de papel de embalar o una
membrana de caucho atada alrededor del
mismo y atravesada por un cordel que se
sujetará con un nudo y un poco de cera.
Al tirar de este cordel el diafragma bajará,
penetrando el aire por el tubo en Y, dilatando los globos. Presionando hacia arriba el diafragma se obtendrá el efecto
opuesto (ver la figura).
2.318 Oxidación y presión del aire
Lavar un pequeño trozo de viruta de acero en petróleo o bencina para eliminar toda
grasitud. Estrujarlo con cuidado y hacerle
recuperar su volumen primitivo. E n cuanto
esté seco colocarlo en un frasco que se
cerrará con un tapón atravesado por un
tubo de vidrio de 40 c m de largo. invertir el frasco sobre un recipiente con
agua de m o d o que el extremo del tubo
quede sumergido (ver la figura). Observar durante algunas horas. ¿Qué ocurre?
2.316
2.317
¿Cómo se explica? (Ver también los experimentos 2.40 y 4.58.)
2.319 Experimentos con corrientes de aire
A. Poner una pelota de ping pong en un
embudo. Soplar fuerte por el caño del
embudo y tratar de sacar la pelota. Invertir el embudo y sostener contra el fondo la pelota, soplar con fuerza por el tubo
y observar qué sucede cuando se suelta
ia pelota. Colocar la pelota sobre una
mesa y cubrirla con el embudo. Tratar de
levantar Ja pelota de la mesa soplando
por el embudo. ¿Cómo explicaría lo observado? (ver la figura.)
Fluidos
2.319
7
A
B. Cortar un cuadrado de cartulina de
aproximadamente 7 c m de lado. Trazar
las diagonales y clavar un alfiler en su
punto de intersección. Asegurar la cabeza
del alfiler recubriéndola con un trozo de
cinta adhesiva. Introducir el alfiler en el
orificio de un carretel de hilo vacío y
soplar por el otro extremo para tratar de
sacar la cartulina del carretel (ver la figura). Invertir el conjunto; sostener le-
1
158
C. Acovlar un embudo a una fuente de
aire comprimido, que puede ser, el orificio
de salida de un aspirador. Inflar un globo
y atar en su pico un:trozo de alambre de
cobre a m o d o de contrapeso. Poner en
marcha el generador de aire comprimido
y mantener en equilibrio el globo en el
chorro de aire. Tmtar también de poner
en equilibrio una pelota de ping pong
entre el globo y el embudo (ver la figura C).
D. Tomar dos tubos de vidrio o dos pajitas transparentes para beber refrescos.
Colocar uno de los tubos en un vaso
lleno hasta la mitad de agua coloreada.
Colocar el segundo de manera que forme
un ángulo recto con el primero y que sus
bocas estén m u y próximas. Soplar en el
tubo horizontal y observar el nivel del
agua en el otro (ver la figura D). ¿Cómo
explicar el resultado?
n
c alfiler
vemente con el dedo la cartulina contra
el carretel. Soplar por el orificio de éste
y retirar el dedo. ¿Cómo se explica este
fenómeno?
Capítulo tercero
Biología
Introducción
E n cualquier lugar de la tierra, maestros
y alumnos están rodeados por un sinnúmero de organismos, que se prestan para el estudio. Desafortunadamente, pocos
maestros aprovechan las oportunidades que
les brinda la localidad. Muchas razones
explican este desaprovechamiento de los
recursos naturales para desarrollar un programa de enseñanza de las ciencias. Quizá
esto ocurra porque la mayoría de los docentes no han descubierto un plan orgánico que los capacite para relacionar las
observaciones diarias de los seres que le
rodean. con un esquema general acerca
de la vida. U n ejemplo de tales esquemas
conceptuales se presenta en este capítulo.
Las actividades específicas se organizan
de acuerdo con el principio que las unifica.
Se lo ofrece con la esperanza de que no solamente ayudará a los docentes a organizar la observación y a alentarlos a observar constantemente, sino también a que
se sientan m á s cómodos en el estudio de
los organismos.
Niveles de organización
El principio m á s amplio empleado aquí en
el estudio de los seres vivos, es lo que los
biólogos llaman los “niveles de organización”. Se basa en el concepto de que la
vida puede ser mejor entendida disponiendo los seres vivos, los grupos de seres
vivos y las partes de los seres vivos en su
orden natural o jerarquía. Al utilizar este
esquema en la enseñanza de las ciencias
biológicas, el énfiasis se pone en el centro
de la jerarquía, es decir en la posición
ocupada por el organismo viviente considerado como un todo, lo cual coincide
con la experiencia que la mayoría de las
personas tienen con respecto a los seres
vivos.
Explicación de los niveles
Un tema complejo se vuelve m á s sencillo
y claro, si se comienza por imaginar un
modelo general que permita disponer la
gran mayoria de las observaciones aislad,asdentro de unas pocas categorías 16gicas y coherentes. Los docentes que enseñan
ciencias no pueden ser menbs que sobrepasados por la infinita variedad de seres
vivos y sus actividades. Sin embargo,
dichos docentes, deben avanzar m á s allá
de la mera apreciación de la complejidad
de la naturaleza. Deben ordenar sus observaciones sobre la base de algunos esquemas fundamentales que conduzcan al
incremento del conocimientc de la vida.
U n o de tales esquemas es el llamado “niveles de organización”. Este esquema o
modelo comprende varios niveles que serán tratados en las secciones que siguen.
(ver cuadro.)
3.1 Organismos
Los organismos son formas individuales
de vida, de la mayoría de ‘lascuales tene-
mos conocimiento directo. Un perro, un
árbol, u n pez, una lombriz de tierra, un
hongo, o una célula de levadura, son
ejemplos de organismos. Los organismos
varían considerablemente en cuanto a fa:
maño. U n a ballena puede ser 10 millones
3.1
162
Niveles de organización
Esquema conceptual de los niveles de organización
Biosfera
Biomas
Comunidades
Poblaciones
Niveles superiores
Grupos de organisrros
Organismos
Niveles inferiores
Sistemas de órganos
Organos
Tejidos
Células
Orgánulos
Macromoléculas
Moléculas
Partículas
de veces más grande que una simple bacteria. Dos observaciones importantes con
respecto a los organismos son: (a) no
tienen una estructura interna uniforme; y
(b) existen con otros de su especie. Estas
dos referencias sugieren obviamente da
necesidad de examinar las partes de un
organismo (niveles inferiores de organización) y los grupos de organismos (niveles
superiores de organización).
3.2 Niveles superiores
A. Poblaciones. U n grupo de organismos
que reúne a todos los de su especie, se
llama población. Usualmente se la describe
como subpoblaci6n cuando se la refiere a
un determinado espacio que ella ocupa.
Por ejemplo, la población de caracoles del
acuario escolar, o la población de esa mism a especie en un estanque. Si no se menciona espacio, 5e sobreentiende que la
población comprende todos los caracoles
del mundo que pertenezcan a la misma
especie.
B. Comunidades. Las poblaciones no existen aisladamente.Generalmente se encuentran junto con otras poblaciones. Todas
las poblaciones comprendidas dentro de
una misma área constituyen una comunidad. U n a comunidad lacustre esta constituida por todas las plantas y animales
que se encuentran en el lago. Las poblaciones que se encuentran en el campo de
la escuela, pueden constituir también una
comunidad.
Organismos o partes
de un organismo
Partes de un organismo
C. Bioma. Ciertas áreas geográficas contienen comunidades similares. Esta reunión
de comunidades semejantes se llama bioma. U n bioma puede abarcar una gran
extensidn de un continente. Por ejemplo,
el bioma de praderas ocupa gran parte
de la región central de América del Norte.
El clima y la topografía concuerdan perfectamente a través de todo el bioma.
D. Biosfera. La vida sobre h tierra normalmente se desarrolla en sentido vertical dentro de unos cuantos metros contados desde la superficie. Esta esfera hueca
se llama biosfera; contiene toda la vida
del planeta. La pregunta de si existen o no
existen otras biosferas no tiene respuesta
todavía. Por lo tanto no se conocen actualmente niveles de organización superiores
que los mencionados; a medida que los viajes espaciales procuren información adicional, es posible que se descubra un nivel
de organización superior.
3.3 Niveles inferiores
A. Sistemas de órganos. Algunos organism o s animales contienen sistemas de órganos que cumplen vitales funciones. El sistema circulatorio, que se compone de coraz6n y vasos es un ejemplo de dichos
sistemas.
B. Organos. N o todos los organismos presentan sistemas de órganos. Las plantas
y muchos animales no parecen presentar
163
Estudiando los organismos
3.3
F. Macrornoléculas. El microscopio electrónico y otros recursos técnicos de avanzada, tales como la difracción de los Rayos X, permitieron que los biólogos pudiesen reunir información acerca de la estructura de los orgánulos celulares. Se
C. Tejidos. U n tejido es un grupo de céencontró así que los orgánulos están forlulas semejantes que cumplen la misma
mados por moléculas gigantes (macrnmofunción. El tejido muscular, por ejemplo,
está constituido por células que son a- Iéculas) tales como proteínas, Iípidos (grasas y aceites) y ácidos nucleicos (ADN y
paces de contraerse y producir la fuerza
ARN) .
del músculo. Algunos organismos están
compuestos solamente de tejidos; aparen- G. Moléculas. Las macromoléculas repretemente no poseen órgaiios.
sentan largas cadenas de moléculas unidas
entre sí. U n a molécula es la partícula
D. Células. Los tejidos están constituidos
material
más pequeña que conserva las
por unidadds individuales denominadas células. Así como el dólar, la libra, el marco propiedades de la sustancia de la cual
se han convertido en la estructura básica proviene. Las moléculas están compuestas
de los respectivos sistemas monetarios por átomos unidos o ligados entre sí. U n
nacionales, la célula es la unidad funda- átomo es la más pequeña porción de un
mental de los organismos. Las células di- elemento.
fieren considerablemente en tamaño desde
H. Partículas. Los átomos están compuesla m á s voluminosa, un huevo de avestruz,
tos por partículas fundamentales, tales
hasta las de los más pequeños microorgacomo protones, neutrones, electrones, etc.
nismos. Las células varían también en sus
Este es el límite actual de nuestro conofunciones. A despecho de estas diferencias,
cimiento acerca de la organización en el
las células tienen comunes caracteres que
más bajo nivel. Es importante considerar
han atraído la atención de los biólogos con que tanto en el más alto nivel (biosfera)
el fin de entender la vida. Existen orga- como en el m á s bajo (partículas) existe
nismos compuestos por una sola célula;
la incertidumbre acerca de la posibilidad
son los llamados organismos unicelulares. de otro nivel todavía no descubierto. Es
sistemas, pero sí contienen estructuras
distintas, llamadas órganos, los cuales a
su vez están constituidos por tejidos. El
corazón es un órgano, como lo son una
hoja, un pulmón o una raíz.
E. Orgánulos. La invención del microscopio permitió el descubrimiento de las células, y su perfeccionamiento, reveló que
las células contienen partes que se conocen con el nombre de orgánulos. Los orgánulos prominentes se pueden visualizar
con el microscopio; pero fue la invención
del microscopio electrónico lo que permitió a los biólogos desarrollar una concepción coherente con respecto al eonocimiento de las partes de las células.
importante para un docente que enseña
ciencias conocer que existe siempre incertidumbre sobre la extensión del conorimiento de la vida por parte del hombre.
Los alumnos estudiarán frecuentemente la
vida en los niveles centrales de organización, cercanos al nivel ocupado por los
organismos. Ellos necesitan saber, sin e m bargo, que el conocimiento científico está
sujeto a revisión, a medida que nuevos
experimentos producen nueva información.
Estudiando los organismos
'Por qué los alumnos deben estudiar
organismos vivientes
La biología moderna enfatiza el estudio
de los seres vivos, antes que el estudio de
los seres sacrificados o preservados. Por
esta razón, un buen comienzo racional
para los niños que estudian los seres vivos,
es comenzar por aquellas cosas que viven.
Donde sea posible, esto se logra trabajando en el medio natural del organismo. Una.
3.3
Estudiando los organismos
adecuada introducción es el estudio del
comportamiento de un organismo.
Comportamiento de las aves
Muchos chicos tienen experiencia acerca
de casuales observaciones sobre las aves.
Sin embargo, casi todas estas experiencias
ocurren sin una adecuada preparación, necesaria para una cuidadosa observación y
medición. La oportunidad para realizar un
descubrimiento significativo, es mayor
cuando el alumno está preparado y m o tivado para aprender algo acerca de las
costumbres de las 'aves. Se dan a continuación algunas guías para el trabajo en
el aula.
Tipos de picos
3.4 Tipos de picos y sus funciones
El estudio de los tipos de los picos se relaciona con la alimentación del ave y la
forma particular de su pico. Considerando
todas las observaciones realizadas por los
alumnos, pueden anotarse muchos usos de
los picos de la3 aves. Para los tipos no
observados,se puede estimular a los alumnos para que infieran sus respectivos e m pleos. (Ver ilustración.)
3.5 Tipos de patas y sus funciones
Las observaciones sobre las aves muestran los variados usos de las patas. Algunas sirven para vadear, caminar, nadar,
posarse en las ramas de los árboles, cazar
y transportar objetos. Caminando a lo
largo de un lago o de un arroyo puede presentarse no solamente la oportunidad de
Tomando moldes de las hue
Tipos de patas
164
165
Estudiando los organismos
3.7
realizar diversas observaciones visuales, 3.7 Nidos artificiales para atraer a los
sino también la de obtener moldes de las
pájaros
huellas dejadas en la tierra blanda o en el Los pájaros pueden ser atraídos mediante
barro. T o m e una tira de cartón, clips, un casitas o nidos artificiales que facilitan el
poco de yeso, una lata y una espátula. cumplimiento de sus instintos de nidificaForme un cilindro con el cartón, fijándolo ción. Las casitas deben construirse recon el clip (sujetapapel) o una banda cordando:
elástica. Colóquelo alrededor de una hue- 1 . El espacio interior debe ser apropiado
lla y vierta en su interior el yeso empaspara el nido del pájaro que se desea
tado con' agua. Cuando el yeso endurece,
atraer.
se obtiene un negativo de la huella. Este 2. El orificio de entrada debe ser de tanegativo puede ser utilizado a su vez
m a ñ o apropiado.
para preparar un positivo de la huella si 3. El interior debe estar sin pintar.
4. La casa debe estar situada donde el
así se desea (ver más abajo).
pájaro pueda usarla, y ubicada a una
Se puede" organizar una colección de
adecuada altura sobre el nivel del suelo.
moldes de acuerdo con la función o e m pleo de las patas. Las gallaretas, así como Los pájaros pequeños se tientan por las
los patos y pelícanos muestran una m e m - casas pequeñas con aberturas estrechas.
brana interdigital utilizada para vadear o La casita para un reyezuelo debe medir
aproximadamente 10 c m por 10 c m por
para nadar.
Fuertes uñas o garras indican la posibi- 12 c m con un orificio de 2/2,5 c m de
lidad de que el ave emplea sus patas para diámetro (ver dibujo).
Algunas aves (lechuzas de los campacazar. Halcones y lechuzas son ejemplos.
Muchas aves usan sus patas para posar- narios) requieren un nido que se parezca
se o agarrarse mientras otras las usan a un tronco de árbol. Debe tener una aberfundamentalmente para caminar. Los picos tura de 10 c m apropiada a un pájaro
o carpinteros constituyen un ejemplo de grande (ver dibujo).
las primeras y la perdiz un ejemplo de las
segundas.
3.6 Comportamiento en la nidificación
Cuando se observan los nidos, se pueden
realizar una gran cantidad de actividades.
Tienen los chicos oportunidad de observar
el instinto de nidificación de los adultos.
Después del nacimiento, la alimentación
y la protección de la cría. La construcción
del nido puede seguirse a través de la
observación de los hábitos del ave y de
los materiales que utiliza. Nidos abandonados revelan detalles de la construcción
y de los pequeños organismos que suelen
vivir entre los materiales utilizados en su
construcción. La defensa del territorio por
el ave, es un comportamiento importante
en la delimitación de una población en un
área determinada. Los chicos tienen oportunidad de observar el agresivo comportamiento de las aves en sus áreas de nidificación y alimento.
I
(Q i
I
3.7 Nidos artificiales
3.8
Estudiando los organismos
3.8 Comederos para atraer pájaros
El estudio de los pájaros puede continuar
indefinidamente si los alumnos construyen
comederos en 'los aleros o en el patio de
la escuela. U n a oferta de semillas variadas y otra de sebo o grasa podrán atraer
B una gran variedad de pajaros en todas
las estaciones del año. El sebo debe ser
sujetado fuertemente a una rama o soporte o bien colocado en una jaula confeccionada con tela metálica. Los comederos
atraerán no solamente a los pájaros, sino
también a.pequeños animales tales como
ratones y ardillas. También pueden servir
para conocer los alimentos preferidos y
otros comportamientos. Una jaula cúbica
para el sebo (ver dibujo) puede construir-
5.8 Modelos de comederos
arriba: caja de sebo o grasa
derecha: comederos para semillas
se con tela metálica y clavarse en un árbol
o en un poste. Al cortar la tela se dejará
un sobrante de ésta que servirá para doblarlo sobre la cara adyacente con el objeto de unir los costados entre sí. Dejar la
cara frontal libre por arriba de modo que
pueda abrirse -para reponer el sebo. U n a
vez cerrada, puede sujetarse con lazos de
alambre.
Los alumnos pueden construir en m a dera o metal un comedero al aire libre,
cuidando de protegerlo de la nieve y de
las Iluvias con un techo o cubierta apropiada. Los costados deben ser construidos
de modo que eviten que las semillas puedan ser aventadas por ,lospájaros cuando
las picotean. Otro comedero metálico puede ser construido co*ndo
las tapas de
ambos extremos de una lata de conservas,
0 la que se le agrega, por abajo, una bandeja, sostenida con alambres. Con un plástico se cubre la parte superior (ver dibujo) y se lo cuelga de una rama mediante un alambre.
166
Organismos acuáticos
U n método efectivo para el estudio de los
organismos consiste en el esfuerzo combinado de estudiarlos en el terreno y
concurrentemente en el aula o laboratorio.
Esto es especialmente conveniente para
cuando se trata de plantas y animales
acuáticos.Obtenga o construya un acuario.
Debe estar listo con anticipación, de modo
qve las muestras recogidas en la visita a
estanques o arroyos puedan ser ubicadas
de inmediato una vez conseguidas.
3.9 Acuario improvisado con un frasco de
mermelada
Si no se dispone de una cuba grande de
vidrio, cualquier recipiente de vidrio puede
servir como acuario improvisado, siempre
que se coloquen algunas plantas acuáticas
tales como elodea y miriofilo (Myriophyllum) a fin de oxigenar el agua. U n frasco
de 1 kg sirve para poner larvas de friganas, caracolillos acuáticos (planorbis, limneas, litoridinas, etc.) , pequeños crustáceos (dafnilas, ciclops, camaroncito de
agua dulce, etc.) y plantas como por ejemplo elodeas y lentejas de agua, que si se
las atiende con el cuidado necesario, se
conservarán varios meses. Es tan malo
poner pocas pl,antas,como poner muchas.
El acuario, una vez regulado, no requiere
mayores cuidados; pero si se coloca un
ditícido o una larva de otra especie voraz,
167
Estudiando los organismos
es necesario suministrarle periódicamente
renacuajos. U n a capa de arena limpia de
2 a 3 c m de espesor, permitirá que las
larvas de las friganas invernen en el fondo
del acuario, y una gasa colocada por encima del frasco impedirá que las friganas
puedan escapar, sin que uno lo advierta.
Es conveniente tomar nota diariamente
de las puestas de huevos y otras etapas
del ciclo evolutivo de los animales m a n tenidos en el acuario, así como de sus
costumbres.
Este acuario puede sef :o base de un
estudio elemental sobre las interrelaciones
que se establecen entre las plantas y los
animales que pueblan un estanque o una
laguna.
Para coleccionar los animales que viven
en los estanques y ríos se podrá utilizar
un colador, cuyo mango se atará fuertemente a un bastón, mediante tela adhesiva, arrollada varias veces alrededor del
mango, antes de anudar sus extremos.
3.10 Acuario para animales mayores
Las dimensiones convenientes para un
acuario de este tipo son: 50 x 25 x 25 cm.
Se podrán utilizar viejas baterías de acumuladores, pero el vidrio no es m u y transparente.
Para preparar el acuario se recoge un
poco del sedimento del fondo de una laguna o de un río, que 5e lavará cuidadosamente con agua corriente. Se recubrirá
el fondo del acuario con una capa de unos
2 c m y se plantarán algunas cañas cuyas
raíces se iastrarán con algunas piedra6
grandes para que entre ellas puedan re-
3.10
fugiarse los insectos acuáticos. Se lo iienará de agua, vertiéndola lentamente, y se
la dejará reposar durante un día o dos,
hasta que el agua se vuelva transparente.
Se colocan en el agua plantas acuáticas
limpias. No será necesario contar con dispositivo especial para aireación, si se dispone de suficientes plantas acuáticas.
Se introducen los animales conjuntamente con algunos caracoles que mantendrán
limpios los vidrios. Los alimentos deben
ser dados en trozos pequeños, cuidando de
que no queden restos ni desechos de los
mismos. Los peces se comerán 110s huevos
de los caracoles y además existen en el
agua suficientes animales para satisfacer
5us dehás necesidades. Se les puede dar
lombrices una vez por semana, cortadas
en pequeños trozos para que las puedan
comer fácilmente.
'Debe sacarse de inmediato todo alimento no consumido, pues de lo contrario
se favorecerá el desarrollo de hongos nocivos para los peces.
Cubrir el acuario con una lámina de vidrio o una tapa de cinc perforado para librarlo del polvo. Si está destinado a recibir
ranas o tritones, hacer que flote en él un
trozo de corcho al que puedan subirse; la
Una incubadora sencilla
3.11
Estudiando los organismos
tapa de vidrio o de cinc impedirá que se
escapen.
Embriones de pollo
3.11 Una incubadora sencilla
En un aula que cuente con luz eléctrica se
puede improvisar con poco gasto una incubadora sencilla. Conseguir dos cajas de
cartón, una grande y otra pequeña; quitar
un lado de la caja pequeña y recortar en
una cara de la otra caja, una ventana de
15 x 15 cm. Se hará una hendedura en la
cara superior de la pequeña caja, para
poder colocar en el interior de la misma
una lámpara eléctrica con su respectivo
cable.
Se colocará la pequeña caja dentro de
la grande y se rellenará con papel arrugado el espacio que queda entre las dos
cajas, Se cuidará que el lado abierto de
la pequeña caja enfrente la ventana que
lleva la caja grande. Se colocará un termómetro en la caja de m o d o de poder
leer la temperatura a través de la abertura
y se cerrará ésta con un vidrio.
3.12 Observando el desarrollo de los e m briones
Todo está listo entonces para comenzar
el experimento. Es necesario que la temperatura se mantenga a 40" C constantemente, día y noche, durante 21 días. Ensayando con lámparas de distinto poder y
colocando mayor o menor cantidad de papel, se podrá al cabo de unos días regular
la incubadora y mantener dicha temperatura. Se debe colocar un pequeño recipiente con agua en el interior de la caja
pequeña.
Conseguir entonces una docena de huevos frescos y fecundados. Se los colocará
en la incubadora. Al cabo de 3 días se
sacará un huevo que se romperá con cuidado y cuyo contenido se volcará en un
plato playo. Genepalmente ya se observa
el latido del corazón en los embriones de
3 días; roto el huevo, el corazón puede
seguir latiendo por espacio de media hora.
Se sacará un huevo cada 3 días y se observará el desarrollo progresivo del e m brión. Se podrán dejar algunos huevos todo el tiempo, p a m ver si se puede asistir
al nacimiento del pollito.
168
3.13 Otras observaciones
Se pueden realizar también, investigaciones sobre el efecto de la temperdtura en
el desarrollo de los embriones. Huevos que
se retiran al mismo tiempo de la incubadora, se colocan en ambientes con distintas temperaturas; al aire libre, en la refrigeradora, en una estufa, por ejemplo:
se anotan los resultados observados en
cada caso.
Insectos
Al estudiar a los insectos se debe poner el
énfasis en trabajar con ejemplares vivos.
M u y frecuentemente la captura y el montaje de insectos, constituyen las únicas
experiencias de los alumnos. Ciertamente,
es mucho lo que se puede aprender con
esta actividad. Desafortunadamente m u chas experiencias valiosas se omiten frecuentemente. Los insectos nocturnos purden ser capturados mediante una trampa
luminosa, consistente en una sábana blanca extendida entre pequeños árboles y
formando un ángulo de 20-30"con la vertical. Una fuente luminosa, ya s e ~una
~
lámpara de gas o una potente linterna
eléctrica, se coloca por debajo de la sábana, de modo que sea brillantemente iliiminada. Durante las horas del día, los
insectos se capturan con una red.
3.14 Capturando insectos
U n a red m u y práctica para cazar insectos
se puede confeccionar con un palo cilíndrico (por ejemplo, un palo de escoba), un
Red para cazar insectos
169
Estudiando los organismos
alambre de hierro grueso y un retazo de
tul de mosquitero o de etamina. Curvar
el alambre hasta obtener un círculo de
38 a 45 c m de diámetro; retorcer las extremidades para obtener un mango de
unos 15 cm. Fijar este mango al palo
de escoba, rodeándolo con un alambre de
hierro o con grapas. Cortar un pedazo
de tul o de etamina para formar una
red de unos 75 c m de largo. Coserla al
aro de hierro por algunos puntos, o en su
contorno.
3.15 Una colección de insectos
Una colección de insectos provee gran
variedad de datos para el estudio. Las diferencias en un grupo o en una especie
pueden estar dadas por el color, tamaAo
u otras diferencias individuales. Antes de
pensar en la colección los alumnos deben
preparar sus equipos de trabajo, los que
incluyen redes, frascos para cazar, extendedores, cajas para pinchar los insectos, bloques-guías para montar las etiquetas.
A. Frasco para cazar. Tomar un frasco
de vidrio cuya (tapa se enrosca o ajusta
herméticamente.Colocar en el fondo un POCO de algodón que se recubrirá con un trozo circular de cartón o papel secante, perforado por varios orificios. E n el momento
de utilizar el frasco mojar el algodón en
tetracloruro de carbono o algún insecticida
que contenga D.D.T.Colocar el trozo de
cartón sobre el algodón, introducir luego
el insecto en el frasco. Cerrar herméticamente el recipiente y dejar allí el insecto
hasta que haya muerto. Si se trata de m a riposas, asegurarse de que la abertura del
frasco sea bastante amplia para que no se
corra el peligro de quebrarle las alas.
3.15
B. Extendedor para insectos. El extendedor
es indispensable para el que quiera preparar una colección de insectos. Se lo puede
fabricar fácilmente con una caja de cigarros. Retirar la tapa y cortarla a lo largo
en dos partes iguales. Clavar de nuevo
estas tapas en la caja, dejando entre ellas
un espacio de 1 cm. Colocar el cuerpo del
insecto en la hendedura y fijar las alas en
la cara .superior de la tapa mediante h n das de papel que 5e sostienen con la ayuda
de alfileres clavados en la madera blanda,
sin atravesar las alas. A veces es conveniente inclinar las dos tapas hacia el centro; para esto, cortar los dos extremos de
la caja en forma de V m u y abierta, antes
de clavar las tapas, tal como lo muestra
la figura.
C. Cajas para coleccionar insectos. Para
guardar las colecciones de insectos pueden emplearse con mucha utilidad las cajas para cigarros, de madera o cartón. Después de retirar el insecto del extendedor
se traspasa su cuerpo con un alfiler que
se pincha en el fondo de la caja para m a n tenerlo. Los alfileres deben disponerse según un orden determinado, y pueden llevar, en su cabeza, pequeñas fichas que
servirán para inscribir algunos datos relativos al insecto.
Se pueden utilizar igualmente las cajas
de cigarros para disponer a los insectos cobre un fondo de algodón. Se saca primero la
tapa y se llena la caja con capas de algodón. Se colocan los insectos sobm el algodón, luego se cubre la caja con una
lámina de vidrio o de celofán que se pega
por los bordes, formando así un montaje
permanente. Este tipo de cajas les Útil
Coleccionando:
a la izquierda, extendedor;
a la derecha, bloque-guía
3.15
Estudiando los organismos
especialmente para mariposas y para las
colecciones escolares.
D. BbQUeS-gUíaS para colocar las etiyuetas. U n a presentación uniforme de la colección constituye una gran atracción y
facilita la comparación de los ejemplares.
Los alumnos deben preparar un bloqueguía de madera, con tres escalones (ver
dibujo). Cada escalón tiene un orificio en
el centro. El escalón superior sirve para
alinear los insectos todos a la misma altura hundiendo el alfiler en el orificio
central. Los otros escalones permiten uniformar la altura de las etiquetas que contienen la información pertinente a cada
ejemplar.
E. Una sencilla jaula para insectos. Con
unas Varillas construya un armazón cúbico
de unos 15 c m de lado. Cubra el armazón
con una media Be nylon o de seda y cierre la abertura con un nudo corredizo,
fácil de desatar, o bien con una banda
elástica. La cara abierta permite el acceso
a la jaula.
Coleccionando organismos del suelo
Los organismos del suelo ofrecen una
multitud de posibilidades. Los orgaiiismos
pueden ser transportados al terrario del
aula. Más importante es que permiten el
empleo de técnicas cuantitativas. Muestras
convencionales de suelos procedentes de
distintas localidades, pueden ser comparadas en cuanto a la cantidad total de organismos que contienen o a la cantidad de
determinados grupos de organismos. U n
tamaño convencional para muestras del
suelo puede ser el de una lata de conservas vacía, que se introduce en el suelo
blando para obtener el cilindro de muestra.
Para las superficies podrá utilizarse un
aro de alambre rígido, que se colocará
sobre el suelo. Se recogerán luego las hojas
sueltas y la capa superficial que se hallan dentro del arco. El cilindro y las
muestras de superficie se transportarán a
la escuela en sendos bolsos de plástico.
Utilice un embudo semejante al que se
describe más abajo para recoger los organismos del suelo.
170
3.16 Embudo para recoger organismos del
suelo
Es un embudo metálico, de hojalata lisa y
brillante. La muestra se coloca sobre una
tela metálioa que descansa sobre la boca
del embudo (puede ser útil un colador
tipo casero). U n a lamparilla eléctrica de
25 vatios con reflector, se dispone sobre
la muestra (ver dibujo).
Precaución: Tenga cuidado de que la iámpara no toque las hojas secas u otro m a terial inflamable de la muestra. Los organismos del suelo se juntan en un vaso o
botella colocado por debajo del embudo
(ver dibujo). Para facilitar la salida de
los organismos se puede colocar papeles
secantes húmedos en el fondo de la botella.
Una pequeña cantidad de alcohol fino en
la botella inmovilizará y preservará a los
organismos en cuanto caigan al frasco y
permitirá su fácil recuento.
Trampas para mamíferos pequeños y
reptiles
Pequeños mamíferos y reptiles pueden ser
atrapados y mantenidos en jaulas para
su estudio. Una trampa económica se describe a continuación.
3.17 Una trampa económica
Procúrese un frasco de vidrio grande con
amplia boca y tapa de rosca. E n la .tapa
se practica una abertura rectangular y se
cuelga, girando sobre un alambre rígido,
una lámina que funcione a (lamanera de
puerta que se abra hacia adentro solamente (ver dibujo). Los animales pueden
ser transferidos a las jaulas sin necesidad
de manipularlos.
Precaución: Los alumnos deben llevar
guantes de cuero cuando manipulan reptiles o mamíferos. A u n cuando no sean
ponzoñosos, las mordeduras pueden infectarse fácilmente.
171
Estudiando los organismos
S.16 Embudo para recoger los
organismos del suelo
3.17 U n a trampa económica
Enjaulando animales
Es frecuentemente útil, para llas clases de
ciencias elementales y generales, guardar
los animales en una jaula, en el aula, con
el fin de observarlos durante cortos períodos. Para ello es necesario disponer de
buenas jaulas. Se las puede fabricar con
diferentes materiales que se encuentran
un poco por todas partes.
3.19
3.18 U n a jaula para animales
Por ejemplo: la jaula podrá estar constituida por un cajón de madera, munido de
una tapa con bisagras, que lleva una
abertura cerrada por una tela metálica.
Talmbién se harán aberturas en los.cuatro
costados del caj6n. Las dos aberturas de
los costados y la de atrás se cerrarán con
una tela metálica, y la de adelante con un
vidrio plano. Se puede perfeccionar estas
jaulas colocando por debajo del vidrio un
fondo deslizante, lo que permite limpiar
la jaula sin incomodar mayormente a los
animales.
En regiones tropicales se pueden construir jaulas muy prácticas, reemplazando
la tela metálica por enrejados de bambú
o madera.
3.19 Bebida y alimento para los animales
enjaulados
Muchas veces se tiene dificultades para
dar de comer y de beber a los animales
enjaulados. En líneas generales, debe evitarse el colocar la bebida o la comida directamente sobre el piso. Se puede construir un comedero para los animales pequeños, perforando longitudinalmente una
lata de conserva que se colgará de la pared
de la jaula, mediante dos ganchos de hierro, del m o d o como indica la figura. Se
puede construir un bebedero para ratones,
conejillos de Indias, hámsters, etc., poniendo boca abajo un tarro de conservas sobre
una fuente pesada o un plato hondo.
Conviene dar de comer y beber a los
animales con regularidad y limpiar perió-
S.18 Jaulas para animales
3.19
Estudiando los organismos
dicamente las jaulas, no solamente para
la salud'y la comodidad de sus ocupantes,
sino también para procurar a los alumnos
hábitos de disciplina y el sentido de la
responsabilidad. Cambiar el agua y el alimento a diario y limpiar las jaulas una vez
por semana.
rl
172
tos de la luz, son,iao, alimentos, suaves
choques eléctricos y agentes tales como
algunos cristales de epsomita (culfato de
magnesia). Una lente de aumento permftirá observar la faringe tubular mediante la
cual la planaria ingiere el alimento.
3.22 Las planarias regeneran
Las planarias pueden ser inducidas a regenerar partes de su cuerpo colocando un
ejemplar sobre una lámina de vidrio y
cortándola con una afilada hoja de afeitar.
Los animales pueden ser cortados por mitad, a través del cuerpo o a todo lo largo.
U n corte parcial sobre la línea media del
cuerpo, produce una planaria con dos cabezas, si el corte se practica cabeza abajo,
o dos colas, si parte de la región caudal
(ver dibujos). Después de cortada;, vuel-
Planarias
ias planarias se prestan para ser estudiadas por los alumnos. Reaccionan ante variados estímulos, facilitando los estudios
sobre comportamiento. Además, poseen
una gran capacidad de regeneración.
3.20 Obtención y alimentación de las planarias
Busque las planarias en la cara inferior
de las piedras y troncos sumergidos en lagos y estanques. La planaria parda (Dugesia tigrina) o una planaria mayor, son preferidas para el estudio. Si no se las puede
encontrar, pueden ser capturadas colocando un trozo crudo de hígado de vaca envuelto en un trapo, anudado con un cordel
y colocado en el agua. Vigile el cebo diariamente y ponga las planarias en un frasco
con agua del lugar. En el aula las planarias
serán transferidas con una pipeta a recipientes opacos tales como tazas o bandejas enlozadas, recubiertas con una tapa
opaca de cartón o de madera, mientras no
se las utiliza. Aliméntelas con picadillo de
hígado, huevo duro o ,trozos de gusanos,
una vez a la semana. Al cabo de 3 horas
retire el exceso de alimento con un gotero.
3.21 Comportamiento de las planarias
Las planarias responden a varios estímulos. Los alumnos pueden observar los efec-
va las planarias al recipiente, pero no las
alimente, hasta que hayan regenerado.
Estudiando las poblaciones
El estudio de las poblaciones vegetales y
animales permite que los alumnos recojan
experiencias acerca de las interaccionesque
tienen lugar dentro de un grupo de organismos pertenecientes a la misma especie.
Estas experiencias pueden realizarse tanto
en el terreno como en el aula. Las condiciones observadas en el terreno pueden ser
comparadas con las del aula, en cuanto a
los efectos producidos por la superpoblación, escasez de alimentos, disminución de
oxígeno y otros factores que pueden ser
estudiados tomando en cuenta sus efectos
sobre la población.
3.23 Cria de mosquitas de la fruta
La mosquita común de la fruta (Drosophila) ha sido m u y utilizada en los estudios
de genética. Es fácil de criar y se reproduce con gran rapidez. Esto la hace apro-
,173
3.24
Estudiando los organismos
O
Macho y hembra
A peine sexual
Crfa de mosquitas de la fruta
A embudo de papel
B algodón
c huevos
D larvas
E pupas y adultos jóvenes
piada para el estudio de las poblaciones.
Las mosquitas pueden ser atraídas colocando en un frasco fruta m u y madura.
Después de su captura pueden ser transferidas a frascos pequeños que contienen
trozos de frutas. La banana constituye una
excelente fuente alimenticia. Ponga un trozo de fruta madura en un frasco y forme
un embudo de papel con un orificio en el
fondo, ajustándolo a la boca del frasco.
Coloque el frasco a1 aire libre y cuando
seis u ocho mosquitas hayan penetrado,
retire el embudo y cierre con un tapón de
algodón suelto. Con dicho número, deberán encontrarse machos y hembras. Las
hembras son más grandes y con amplio
abdomen. Los machos son más pequeños y
tienen el extremo del abdomen pigmentado
de negro (ver dibujo).
Pronto se encontrarán puestas de huevos y en dos o tres días nacerán las larvas. U n trozo de papel puede colocarse
en el frasco para que las larvas puedan
trepar por él cuando se encuentran listas
para pasar al estado de pupa, de las cuales saldrán los insectos adultos (ver dibujo). Colocando las mosquitas recién nacidas en otro frasco, se puede iniciar el
comienzo de otra generación.
Corte un trozo de papel milimetrado y
póngalo en el frasco con la cuadrícula
hacia arriba. Esto permitirá el muestreo de
la población contando el número de pupas
en una porción de la cuadrícula. Los alumnos contarán diariamente la población de
un frasco. Cuando la población crezca mucho, los alumnos calcularán el número de
individuos mediante muestreo de algunas
zonas del papel milimetrado. U n gráfico
que señale el número de mosquitas a $0
largo de un eje horizontal y los días a lo
largo de un eje vertical, a la izquierda,
permitirá visualizar rápidamente la marcha de la pobhción. Mantenga el frasco
mientras las mosquitas sean capaces de
sobrevivir. Deje que (losalumnos formulen
razones para explicar los cambios que experimenta la población.
3.24 Cría de los “gusanos” de la harina
(Tenebrio)
Un excelente insecto que se puede criar
durante mucho tiempo, es el Tenebrio,
pequeño escarabajo. La larva de este insecto es conocida con el nombre de “gusano” de la harina. Puede conseguirse en
los negocios que venden artículos de pesca
o en los acuarios.
3.25
Estudiando los organismos
Estas larvas pueden ser alimentadas con
afrecho o cebada húmeda, mantenidas en
frascos con rosca, para evitar que los coleópteros adultos se escapen. Los adultos
pueden ser a!imentados con trozos de vegetales crudos de la familia de las zanahorias. Inicie una crianza de tenebrios.
Semanalmente los alumnos contarán el
número de larvas, pupas, y adultos. Esta
actividad proporciona una abundante fuente de datos acerca de una población en
un área limitada. E n el transcurso de este
estudio, los alumnos tendrán la oportunidad de observar el desarrollo de los escarabajos a través de sus distintas etapas.
Dentro de la población habrá adultos, huevos, larvas y pupas.
174
A. Coloque tubos con solucion@ de azúcar, melazas o miel y otro con agua para
control. Agregue un cuarto de pan de levadura del comercio en cada tubo. C o m pare los resultados. Colnque un tapón m o nohoradado con un tubo que vaya de la
solución azucarada hasta un vaso de cal
filtrada, de m o d o que pueda burbujear
allí, el gas que se desprende de la solución azucarada. Al enturbiarse el agua de
cal detectará la presencia de bióxido de
carbono (ver diagrama).
3.25 Una infusión de heno
Los microorganismos pueden ser criados
en frascos. Recoja pastos, hojas u otros
vegetales que se encuentran en estanques,
zanjas o arroyos. Coloque el material en
un frasco con agua que ha sido previamente hervida y luego se ha dejado enfriar. T o m e muestras del agua con un gotero todos los días durante varias semanas, 5.2BA Reconocimiento del gas producido por la
anotando ios tipos y número de microsolución de azúcar que contiene levaduras
organismos observados con el microscopio.
Emplee la técnica de la gota pendiente
para sus observaciones. Esto significa ha- B. Las levaduras se reproducen asexualcer un anillo de vaselina o de grasa en el mente mediante un proceso que se conocentro de un portaobjeto. El anillo debe ce con el nombre de “yemación” (formatener un diámetro un poco menor que el ción de brotes o yemas). Coloque una gota
tamaño del icubreobjeto (el extremo abier- de la solución azúcar-levadura sobre un
to de un tubo de ensayo hundido en la portaobjeto y protéjalo con un cubre. Exagrasa constituye un buen anillo). La gota mine el preparado con un objetivo de fuera
de agua que contiene a 10% microorganis- te aumento. Observe las células con prom o s se sitúa en el centro del cubreobjeto. tuberancias o brotes (ver dibujo).
La vaselina o la grasa adhieren el cubre
al portaobjeto, el cual puede ser invertido,
colocado en la platina del microscopio y
examinado.
3.26 U n a población de levaduras
La fuente nafturalde levaduras la constituye Ja piel cerosa o lisa de los frutos,
especialm’entede las uvas. Sin embargo, la
levadura de los panaderos es fácil de obtener. Se reproduce rápidamente, constituyendo un buen ejemplo para observar los
cambios de una población en función de
variadas condiciones.
3.&
Células de levadura en brotacion
175
3.31
Estudiando los organismnc
3.27 Muestre0 en poblaciones de levaduras
U n efectivo método para estudiar el crecimiento de las poblaciones de microorganismos es comenzar cada día con un cultivo, y al finalizar el día, tomar una muestra y calcular las poblaciones. Por ejemplo, tomar un grano (0,06 g) de levadura e iniciar un nuevo cultivo diariamente,
durante 10 días, tomando un grano cada
día, por‘ejemplo. Al décimo día se toman
muestras de cada cultivo y se cuentan con
el microscopio. Un portaobjeto especial
para contar células sanguineas es preferible, pero no es esencial. Si la población de
un día es demasiado grande para ser contada, diluya la muestra añadiendo 9 partes
de agua
una parte de la #muestra (se
sugiere usar 1 ml de la muestra y 9 mi de
agua). La cuenta es multiplicada por 10
para (tenerel valor real de la muestra. Si
una dilución.no es suficiente, se puede recurrir a sucesivas diluciones hasta que se
torne fácil la cuenta de los organismos.
El factor de multiplicación para dos dilu-
3.29 Crecimiento de la población humana
invite ,a los alumnos a comparar los resultados que se obtuvieron al estudiar las
poblaciones de (levadura con el gráfico
que seña1a.d crecimiento de la población
humana (ver gráfico que se acompaña).
Ario d. C.
Gráfico del crecimiento de la población humana
3.30 Crecimiento de la poblaci6n de mosquitas de la fruta
Si no se posee microscopio para el recuento de k s células de levadura, compare el
crecimiento diario de las poblaciones de
mosquitas de la fruta o de alguna otra
especie que crezca rápido.
C
:o
m
ñ
B
900
+4
O
8
800
12
Dias
1W
ciones sucesivas es 10 x 10, o sea 100; Mm
para tres dihxiones es 10 x 10 x 10,O sea
1.000. Nótese que cada dilución proviene
de una previa dilución, no de la muestra
4m
original. Los datos obtenidos de los cultivos serán graficados para ser analizados
por los alumnos (véase gráfico). El tiempo
c
se considera la variable independiente .o
g tm
y la población la variable dependiente.
o
-
3.28 Gráfico de los cambios de población
Deje que los alumnos combinen o promedien los datos obtenidos del estudio del
crecimiento de laas poblaciones al cabo de
10 días (ver experimento 3.27) y grafiquen los resultados para toda da serie.
(Por ejemplo, note que el cultivo de dos
día6 se inició en el octavo día.)
o
Dias
Curva a en un frasco de
Curva b en un frasco de
litro
42 litro
3.31 Ejemplo de una población de “camarón” de agua salobre
El “camarón” de agua salobre (Artemia
sp.) se presta para los estudios de la población por su fácil crianza y barato costo.
3.3 1
Estudiando los organismos
Los huevos se pueden adquirir en los negocios que se dedican a la venta de peces
tropicales. Los huevos mantenidos a 21” C
hacen eclosión en 2 días, cuando se los
desparrama sobre la superficie de una solución salina que contiene 100 g de cloruro
de sodio (no emplear sal iodada) disueltos en un litro de agua. El recuento de
las poblaciones diarias se puede hacer
mediante técnicas de muestre0 apropiadas. Los alumnos pueden calibrar una jeringa de inyecciones para este propósito,
contando el número de gotas que se necesitan para llenar un determinado volumen,
por ejemplo 10 ml (si se necesitan 160
gotas para ello, cada gota equivale a 10 ml:
160 o sea 0,07 mi). Una gota de dicho
líquido se coloca $sobre un portaobjeto y
se cuentan los organismos; los alumnos
pueden entonces calcular el número de
“camarones” en un volumen dado de cultivo. U n gráfico de los cambios en la población diaria proporcionará un sorprendente cuadro de la tasa y porcentaje de
nacimientos 0 partir de un conocido número de huevos. Para el recuento de los
huevos se requiere una lupa y papel milimetrado. Desparrame los huevos tan uniformemente como le sea posible sobre el
papel y cuente el número que hay en algunos cuadrados tomados al azar. Multiplique esto por el número de cuadrículas
para tener el total estimado de huevos.
3.32 Comportamiento de lombrices de tierra (Lumbricus)
U n a caja de madera de 30 x 30 x 15 cm,
uno de cuyos costados se reemplaza por
un vidrio, permite el estudio de las costumbres de la lombriz de tierra.
Llenar la caja, casi hasta arriba, con
capas de arena A, tierra B, y humus O
176
mant.illo C, apisonando cada capa antes
de extender la siguiente. Poner sobre la
última capa hojas de lechuga, hojas desprendidas, zanahorias, etc. y luego colocar
algunas lombrices. Mantener siempre húmedo y observar el comportamiento de
las lombrices.
3.33 Nido artificial para hormigas
A. Se puede construir fácilmente un nido
que permite observar la vida de las hormigas del m o d o siguiente:
Se unen en forma de U tres piezas de
madera de 30 c m de longitud, y sección
cuadrada de 1,5 c m por lado, Se montan
sobre un zócalo de madera. Luego se cortan dos placas cuadradas de vidrio de
30 c m de lado, que se fijan a las piezas
de madera mediante bandas elásticas o
grapas metálicas.
D e acuerdo con la forma que indica la
figura, construir una tapa de madera que
ajuste bien en el hueco superior. Taladrar
en uno de los lados, un agujero de 0,5 c m
de diámetro a unos 5 c m del borde superior, y cerrarlo con un poco de algodón.
Llenar con tierra el espacio comprendido entre los dos vidrios; la tierra se tomará de donde viven las hormigas.
E n la superficie se vierte tierra arenosa,
que se asienta, hasta que su nivel coincida
con el del agujero.
B, Las hormigas que se prestan mejor
para estas realizaciones son las pequeñas
hormigas negras o coloradas, que construyen sus nidos debajo de las piedras
chatas, en casi todas partes. Se levanta
la piedra y verán correr las hormigas. Se
177
Estudiando los organismos
necesitan dos frascos de cuello estrecho,
con tapones de algodón; un escardillo y
un trapo blanco, o una .hoja grande de
papel.
C. Para observar a las hormigas, se puede
echar agua en una bandeja, en cuyo centro
se pone un plato boca abajo. Este plato
forma una isla de la cual no pueden escapar las hormigas. Estas pueden ponerse
en el plato o directamente en el nido artificial. U n a vez que la reina haya entrado,
las otras hormigas la seguirán. C o m o les
moiesta la luz del día, se tapa el agujero
y se cubre el formicario con papel madera;
luego se deja el nido en el lugar asignado.
U n poco de miel esparcida en las paredes
internas de los vidrios proporcionará el
alimento necesario, y unas cuantas gotas
de agua vertidas con un gotero, mantendrán húmeda la tierra.
Se podrán estudiar entonces, con luz
artificial, que no molesta a las hormigas,
todos los hechos interesantes que se producen dentro del nido: la puesta de los
huevos, las larvas y la manera de comunicarse entre sí golpeándose con sus antenas, dado que las galerías quedarán construidas paralelamente a los vidrios.
Será fácil entonces realizar algunos experimentos como sacar algunas hormigas
y volverlas a meter luego, introducir hormigas de otro hormiguero o de otra especie, pulgones, arañas, etcétera.
U n a vez que,la reina comience a poner
huevos el nido está terminado; se puede
quitar el tapón de algodón y ubicar el nido
cerca de una ventana entreabierta: las
hormigas irán y vendrán durante todo el
afí0.
3.35
los productores. Se llaman así porque son
capaces de captar la luz solar y producir
alimento. Las poblaciones que se alimentan de otros seres vivos se llaman consumidores. Las poblaciones que se alimentan
de sustancias muertas se llaman reductores o descomponedores, pues desorganizan
la sustancia orgánica y la transforman en
sustancias químicas sencillas.
3.34 Una comunidad cerrada
Una manera interesante de introducir el
concepto de comunidad natural es preparar un modelo de comunidad en el aula.
Los alumnos prepararán varias comunidades de sistemas cerrados, excepto en lo
que se refiera a la luz. Cada una consistirá
en un frasco con agua (sin cloro), unos
pocos peces pequeños de laguna, algunas
plantas acuáticas (elodea) y unos caracoles. Cierre el frasco con la tapa y selle
:a tapa con cera fundida alrededor de la
abertura entie la tapa y el frasco. Sumerja el frasco en un recipiente grande de
vidrio lleno de agua (ver dibujo) dispositivo que mostrará que el sistema no tiene
comunicación con el aire exterior. Coloque este modelo de comunidad en la ventana del aula, con el fin de que los alumnos
puedan observarlo diariamente. Comente
las relaciones que se establecen entre los
organismos del frasco. Los alumnos desearán sin duda, obtener una comunidad
equilibrada que pueda sobrevivir mucho
tiempo.
/
Estudiando las comunidades
Un grupo de poblaciones que ocupan una
misma área constituye una comunidad.
Típicamente, la comunidad es una reunión
de plantas y animales que desempeñan
ciertas funciones. Algunas poblaciones son
3.35 Sucesiones en una comunidad
U n a infusión de heno es un excelente recurso para demostrar que una comunidad
es dinámica y puede cambiar considerable-
3.35
Estudiando los organismos
mente en el transcurso del tiempo. Llene
con pasto seco hasta la mitad, un frasco
de 5 litros. Cubra el pasto con agua que
ha sido previamente hervida y enfriada.
Cubra el frasco con una $láminade vidrio,
cartón o madera. Deje que los alumnos
examinen diariamente a simple vista, y
luego con lupa, así como examinar algunas
muestras con el microscopio. Al principio,
los alumnos verán bacterias; m á s tarde,
178
estaba en un lugar húmedo, se lo rociará
de tiempo en tiempo con un poco de agua.
Muchos animales pueden vivir en un
leño, incluyendo hormigas, térmites, arañas y cerambícidos. Si el leño contiene
hormigas, coloque algunas migas de pan y
una esponja embebida en agua azucarada,'
para ellas. Para evitar que las hormigas
escapen del terrario, unte los bordes superiores con vaselina. Vigile el leño para
3.36 Protozoa: (a) Amoeba; (b)' Parameciurn;
(c) Stylonychia; (d) Vorticella; (e) Colpidium; (f) Tetrahymena
f
e
protozoarios (ver dibujo). Luego nparecerán rotíferos, pequeños nematodos y
crustáceos. Los alumnos notarán que unas
poblaciones desaparecen, mientras otras
aparecen en este modelo de comunidad.
Deben ser estimulados para que noten las
grandes diferencias que se advierten entre
la observación a simple vista y con el microscopio.
3.36 Comunidad en un leño podrido
R o m p a un leño podrido y córtelo en dos o
tres pedazos que colocará en una bolsa de
plástico para llevarlos al terrario del aula.
El terrario puede construirse utilizando un
acuario en desuso. Si no se posee acuario,
se lo puede improvisar con láminas de
vidrio que se unen entre sí y se colocan
en una bandeja chata, impermeable. No se
necesita tierra (ver dibujo). Si el leño
ver qué otros animales salen de él. Algunos podían haber estado en forma de
huevo cuando recogió el leño y alcanzar
el estado adulto en el terrario.
W
un leflo podrido
179
Estudiando los organismos
3.39
3.37 Comunidad de desierto
Si usted no habita cerca de un desierto,
tendrá que buscar el material necesario
en las zonas vecinas a su localidad. Usted
puede obtener arena de una playa o de
un negocio de plantas. Algunos animales
de desierto, incluso el lagarto cornudo
(Phrynosoma), pueden conseguirse en negocios dedicados a su venta. Los lagartos
comen hormigas y gusanos de la harina,
que también se pueden conseguir en los
mismos negocios.
Usted puede comprar pequeños cactos
en las florerías; también algunas suculentas, es decir, plantas que almacenan agua
en sus hojas carnosas. Coloque además
algunas piedras en el terrario formando planos inclinados contra los bordes (ver dibujo). Coloque una pequeña cápsula con
agua en un rincón. Deje un área despejada
en el centro, especialmente si usted tiene
un lagarto cornudo (usted descubrirá por
qué). La temperatura del terrario debe
oscilar entre 20" y 27" C.
3.38 Comunidad de pradera
El problema aquí consiste en elegir un
número limitado de .hierbas, malezas, renuevos pequeños de árboles y otras plantas que crecen en una pradera. También
viven entre los varios animales a elegir,
arañas que tejen hermosas telas orbiculares. Estas arañas necesitan mucho espacio,
tal como un acuario de unos 50 litros de
capacidad, en los cuales puedan tejer sus
telas.
Usted puede encontrar plantas que llevan huevos o capullos de insectos; vigile
para poder observar cuando se produce la
eclosión. Si usted desea tener un animal
m á s grande en el terrario, pruebe con
una culebrita común. Comerá lombrices o
insectos grandes. Cuide de tener bien seco
al terrario, pues las serpientes sufren diversas enfermedades de la piel si se las
mantiene en un ambiente húmedo (ver
dibujo).
3.39 Comunidad del sotobosque
Esta clase de hábitat es el más utilizado en los terrarios. Entre las plantas
figuran pequeños helechos, vástagos pequeños de árboles o arbustos, flores sil-
u/
pradera
39 Comunidad del
3.39
Estudiando los organismos
vestres y especialmente plantas, siempre
verdes (tales como Michelia o ilex). Colocar algunas de estas plantas en la tierra
y cuhrir el resto de la superficie con musgos, piedras atractivas y tal vez una rama
de árbol (ver dibujo).
Entre tos animales se pueden contar
pequeños sapos, ranas comunes, ranas del
zarzal y ajolotes (los cuales representan
formas larvales de salamandras) . Estos
animales y plantas del piso o sotobosque
necesitan humedad, de m o d o que se conservará e¡ terrario con agua y se formará
un conjunto boscoso en un rincón.
Ecosistemas
Los biólogos estudian no solamente los
organismos vivientes de una comunidad
sino tambien los agentes no vivientes, tales como la temperatura, cantidad de luz,
cantidad de oxígeno, etc. Se utiliza el término ecosistema para designar el estudio
18G
de los elementos vivientes y no vivientes,
que se encuentran en un determinado m e dio. El ecosistema representa así, la suma
de la comunidad viviente m á s el medio
no viviente o inorgánico. U n ecosistema se
estudia observando y midiendo las rdaciones que se establecen entre sus varios
subsistemas.
3.40 El estanque como ecosistema
El estanque es un excelente objeto de estudio por parte de los alumnos (ver dibujo). La comunidad del estanque comprende una gran variedad de plantas (productores) animales (consumidores) y microorganismos descomponedores (o reductores). La observación de los hábitos alimentarios conduce a la comprensión de
las cadenas alimentarias que se establecen
en un ecosistema. Sin embargo, una m a yor apreciación cuantitativa se obtiene
cuando se diseca a los organismos coleccionados y se examina su contenido estomacal. Esto naturalmente destruye a los
Corte transversal de un estanque, para mostrar
el ecosistema en su forma típica
181
Estudiando los organismos
organismos y, por lo tanto, puede afectar
drásticamente el ecosistema. Es preferible entonces que los alumnos se dediquen
a reunir información sobre el ecosistema
mediante un procedimiento que no comprometa o destruya el ecosistema, cuando
se lo estudia. Será mejor formular inferencias en lugar de observaciones directas.
Pero habrá que tener cuidado con las inferencias y no tratarlas como observaciones. Por ejemplo, la presencia de una abeja y una rana en el estanque puede conducir al alumno a pensar que existe un
vínculo alimenticio entre la rana y la abeja; sin embargo, la abeja puede no ser
comida por la rana y nunca aparecerá en
el estudio del contenido estomacal de la
rana.
Estudiando las plantas
3.41 Fotosíntesis
La actividad fotosintética de las hojas
puede ser demostrada colocando plantas
acuáticas tales como la elodea (Anacharis
sp.) bajo un embudo invertido, que yace
en un frasco grande con agua y sobre el
cual se coloca un tubo de ensayo (ver
3.42
dibujo). Con un caño de g o m a o de plástico, a manera de bombilla, se extrae el
aire contenido en el tubo para que penetre
el agua y lo llene completamente. Unos
trozos de masilla colocados entre los bordes del embudo y el fondo del frasco, permitirá la libre circulación del agua del
frasco al embudo. Asegúrese que las plantas acuáticas no han estado en contacto
con recipientes de cinc, antes del experimento. Los rayos del sol o una lámpara
eléctrica proveerán la energia luminosa
requerida por la fotosíntesis. El gas que
sale de las plantas, formando burbujas,
se recoge en el tubo de ensayo; acercándole una paja con el extremo apenas encendido, arde con luz brillante, lo que revela que se trata de oxígeno. (Como la
elodea tiene un tallo hueco, punzando su
extremidad con un alfiler saldrán rápidamente burbujas de oxígeno de forma que
pueden ser contadas, lo que dará una idea
cuantitativa del proceso.)
3.42 Respiración
La respiración de los organismos puede
ponerse de manifiesto mediante un aparato que arrastre el aire que pasa sobre hojas, insectos o un pequeño animal y bur-
n
durante la
fotosíntesis
3.42 Respiración
A para vaciar o desagotar
B agua corriente
c agua de cal
D comunicación con el
aire exterior
O
Estudiando los organismos
3.42
bujea luego a través de una solución débil
de agua de cal (Ca (OH),). El sistema
debe estar libre de bióxido de carbono atmosférico.
Arme el dispositivo que indica la figura,
dejando vacfo el tercer frasco. Ponga en
funcionamiento el aparato vaciando, m e diante un sifón, el frasco grande. Anote
los resultados. Reemplace totalmente las
soluciones en todos los frascos y coloque
en el tercer frasco unas hojas frescas o
un pequeño animal vivo. Compare los resultados con los obteiiidos en el caso anterior (control).
El agua de cal recién filtrada se enturbia con el pasaje del bióxido de carbono. Esto se puede comprobar soplando
con una pajita o una bombilla dentro de
una solución de agua de cal. Los alumnos
podrán advertir que las hojas de las plantas en algunos casos producen oxígeno ‘y
en otros bióxido de carbono y que producen, en ciertas condiciones, el mismo
gas que se produce en el hombre.
3.43 Transpiración
Las hojas desprenden también vapor de
agua. Esto puede demostrarse mediante un
patómetro (ver dibujo). Los alumnos pueden medir la cantidad de agua perdida
(transpiración) bajo diferentes condiciones
de humedad, viento y temperatura. Ellos
El potbmetro
A
B
burbuja de aire
escala
182
pueden también comparar la suma de la
superficie y la velocidad de ‘la transpiración. La superficie foliar puede ser calculada aproximadamente colocando una hoja sobre papel milimetrado y dibujando su
contorno. Los cuadrados contenidos dentro del dibujo indilcan el área de una
hoja.
3.44 Los productos de la actividad foliar
A. En las hojas se encuentra azúcar, producto de la fotosíntesis y macromoléculas
de almidón, formadas por un gran número
de moléculas de azúcar. U n sencillo reactivo para reconocer ia presencia del almidón consiste en aplicar una solución
diluida de iodo y esperar a que aparezca
la coloración azul icaracterística. La solución de iodo se prepara disolviendo 10 g
de ioduro de potasio en 100 cm3 de agua
destilada’ y agregando 5 g de iodo. Tubérculos como la papa o una pasta almidonada, pueden servir para mostrar el cambio de coloración. Cuando se trabaja con
hojas, es necesario primero ablandar las
células de la hoja poniéndola a hervir en
agua, durante unos pocos minutos. Luego
la hoja se coloca en un baño de alcohol
caliente hasta que el pigmento que enmascararfa la reacción, sea removido.
Precaución: caliente el alcohol sobre un
calentador eléotrico o en baño de María
si se utiliza llama. Generalmente, la clorofila es removida al cabo de 5-8minutos,
pero hojas carnosas pueden exigir más
tiempo o bien, tratarlas una segunda vez
por el alcohol. La solución iodada reaccionará con el almidón dentro de los 15
minutos.
B. Algunas hojas son apropiadas para la
investigación del azúcar, pues almacenan
glucosa (azúcar sencillo) en lugar de almidón (mafz, remolacha azucarera, cebolla). Las cebollas que crecen en los frascos
del aula representan una buena fuente de
tales hojas. Corte pedazos de 2 cm2 de largo y colóquelas en 2 cm3 de solución del
reactivo en un tubo de ensayo (utilice
Pyrex) y hierva el todo. (El reactivo para
la glucosa se prepara en 173 g de citrato
de sodio, 200 g de carbonato de sodio cristalizado y 17,3 g de sulfato de cobre crista-
183
Estudiando los organismos
lizado. Disolver el carbonato y el citrato
en 100 cm3 de agua. Estas sustancias se
disolverán más rápidamente si se utiliza
agua caliente. Disolver el sulfato de cobre
en 100 cm3 de agua y verterlo poco a poco
en la solución carbonato-Fitrato. Enfríe
y añada agua hasta un litro.) Muestre que
el color cambia, disolviendo un poco de
azúcar de caña en 10 cm3 de agua en un
tubo de ensayo. Añada saliva, la cual
convertirá el azúcar de caña (azúcar doble) en glucosa (azúcar simple). Agregue
3 cm3 de ractivo y caliente sobre un m e chero. Una coloración amarillenta o un
precipitado rojizo se forma, cuando existe
glucosa.
3.45 Midiendo la actividad foliar
Una solución de azul de bromotimol indica la presencia del bióxido de carbono.
Llene cuatro tubos de ensayo hasta sus
tres cuartas ,partes. Añada aproximadamente 25 gotas de azul de bromotimol en
cada tubo. Coloque una ramita de elodea
o de otras plantas acuáticas en dos de los
tubos (ver dibujo). Con una pajita hueca
3.46
sople en uno de los tubos que no contienen
plantas y luego en otro de los que tienen
plantas. Observe los cambios de coloración que indican la presencia de bióxido
de carbono. Tape los cuatro tubos y observe los cambios que se produzcan entre
15 minutos y una hora. Repita el experimento, pero esta vez coloque los tubos
en un ambieny oscuro (un armario cerrado).
3.46 Plantas que crecen en el aula, sin
tierra
A. Se puede obtener en el aula una abundante foliación con una batata (patata
dulce), con tal de suministrarle agua. Colocar la batata en un frasco con agua, de
manera que la extremidad que desarrollará las raíces quede sumergida hasta la
tercera parte. Para sostener la batata en
esta posición, se pueden hundir en la
misma Sres escarbadientes (o palillos) que
apoyarán sobre el borde del frasco.
B. Las zanahorias, las remolachas y las
nabos, que son raíces, encierran una gran
cantidad de reservas alimenticias, y pmducirán hojas si se las pone en agua, pero
no engendrarán una nueva planta. Quitar
las hojas que la raíz pueda tener en su
extremo superior y cortar la raíz de modo
de no conseryar nada más que de 5 a 8 c m
de la misma. Colocarla entonces en un
recipiente poco profundo que contenga
agua y apuntalarla con piedritas.
C. Se puede tomar también un ananá que
se seccionará de modo que no quede m4s
que de 3 a 5 c m por debajo de la corona
Estudiando los organismos
3.46
184
foliar, y colocar, de modo semejante, en
un plato con agua. Las hojas seguirán creciendo por varias semanas más.
h) Pedazos de patata que tengan “ojos”
o yemas;
i) Una rama de sauce.
3.47 Osrnosis
Elegir una zanahoria de gran diámetro y
con la superficie lisa, sin rajaduras. Valiéndose de un cuchillo puntiagudo, practicar en la cabeza un hueco de 2 a 2,5c m
de profundidad, teniendo cuidado de no
reventar la pulpa. Llenar esta cavidad con
una solución concentrada de azúcar y cerrarla herméticamente con un tapón de
corcho o de goma, perforado, por cuyo
conducto se habrá hecho pasar ajustadamente un tubo de vidrio o dos cánulas que
ajusten entre sí. Sumergir el artefacto en
un frasco lleno de agua y esperar algunas
horas. Si el contorno del orificio de la
zanahoria no se puede ajustar bien al
corcho, verter un poco de estearina fundida alrededor de todo el contorno.
3.49 Ensayo del poder germinativo
Doblar dos veces en el mismo sentido una
tela cuadrada de algodón, de poco más o
menos 1 m de lado. Sobre una de las caras
dibujar con lápiz 8 o 10 casilleros, de unos
5 c m de lado. Numerar estas casillas y
colocar en cada una de ellas, diez semillas de la misma especie. Replegar el resto
de la tela por encima de las semillas. Enrollar el conjunto y atarlo con un cordal,
sin apretar mucho. Embeber de agua la
tela y guardarlo en lugar templado, manteniendo la humedad. Desenrollar al cabo
de unos días el paquete y observar cuál es
la proporción de semillas de cada especie
que ha germinado. Los alumnos calcularán
e; poder germinativo de las diversas especies de semillas, determinando el porcentaje de las que germinaron o mediante
gráficos.
R
A
3.48 Partes de las plantas que echan raíces
Llenar un cajón con arena y colocarlo en
un sitio que no esté nunca expuesto a la
luz directa del sol. Mojar la arena y mantenerla húmeda. Plantar entonces las diferentes partes que se mencionan:
3.49 Ensayo del poder \\
Bulbos de diversas especies;
Gajos de begonia y de geranio;
U n trozo de caña de azúcar, que lleve
un nudo, el cual deberá quedar hundido en la ,arena;
U n trozo de caña de bambú que lleve 3.50 Germinador de vaso
un nudo, el cual deberá quedar hun- Se trata de hacer germinar semillas de
dido en la arena;
varias especies, en un vaso. Cada alumno
Pedazos de zanahoria, de nabo o de podrá tener el suyo y seguir el desarrollo
remolacha, que tengan todavía parte de la germinación copiando en su cuaderno
de la raíz;
los croquis correspondientes,día a día.
Una cebolla;
Recortar un rectángulo de papel secante
U n tallo de “lirio” (rizoma):
e introducirlo en un vaso, de modo que
185
Estudiando las organismos
3.52
3.51 Germinación del grano de polen
Preparar un jarabe de aziSicar m u y concentrado y volcarlo en un recipiente poco
profundo, un plato, por ejemplo. Tomar
flores de distintas especies y sacudirlas
por encima de la solución azucarada, de
modo que los granos de polen Caigan sobre ella. Cubrir el recipiente con una lámina de vidrio y mantenerlo en lugar tibio.
Si el experimento tiene éxito, se podrán
observar, con la lupa, pequeños tubos que
brotan desde 10s granos de polen.
3.50 U n germinador de vaso
A papel absorbente
B algodón, etc.
c papel milimetrado
D semillas
contornee sus paredes. Rellenarlo con musgo, algoddn, viruta, aserrín o cualquier
otra sustancia análoga. Introducir algunas
semillas entre el papel secante y la pared
del vaso. Mantener siempre húmedo el
fondo del recipiente.
3.52 Estudio de la estructura de las semillas
Poner a remojar semillas de gran tamaño:
porotos, arvejas, zapallo, girasol o maíz.
Después de haberles quitado el tegumento,
partirlas en dos y buscar el germen. No es
necesario dar el nombre técnico de las partes de la semilla, aun cuando los alumnos
pudiesen manifestar interés por conocerlos. Es más importante que aprendan a
Estructura comparada de una dicotiledónea
(poroto) y una monocotiledónea (maíz). Observe que en algunas semillas c o m o en el poroto,
el embrión absorbe el endospermo y, en otras,
como en el maíz, el embrión no absorbe el
endospermo hasta el momento de la germinación
A envolturas de la semilla
B tallo embrionario (yémula)
c endosperma
D cotiledón
E raíz embrionaria
F tallo epicotilo
(1 tallo hipocotilo
Germinación y primeras etapas del desarro110
de un poroto
A hoja
B tallo
c cotiledón
~.
3.52
Estudiando los organismos
distinguir la parte de la semilla que dará
origen a una nueva planta, y la que constituye la reserva alimenticia.
3.53 Partes de una flor
Examinar ejemplos de flores de estructura
sencilla y de gran tamaño; por ejemplo
los tulipanes o las azucenas. Contar los
estambres y observar c6mo se disponen
con respecto al pistilo, que se halla en el
centro. Representar las partes principales
en esquemas a escala grande. Indicar el
nombre de las diferentes partes del pistilo
(estigma, estilo, ovario) y de los estambres (filamentos y antera).
Partes de una flor
estambres
B pistilo
c pétalos
D sépalos
E pedúnculo
F antera
o filamento
H estigma
J estilo
K ovario
A
La extremidad de la rama que lleva la
flor se llama pedúnculo. E n la base del
receptáculo se encuentran generalmente
aparatos en forma de hojas que recubren
a la flor antes de abrir: son los sépalos.
Por encima de los sépalos se encuentra
habitualmente una corona de pétalos de
variados colores que se llama corola.
3.54 Disección de flores sencillas
A. Tomar cinco fichas de cartulina o pequeñas hojas de papel y escribir en cada
una, una de las cinco palabras que siguen:
estambre, pistilo, pétalos, sépalos, receptáculo. Disecar una flor con cuidado y
colocar cada uno de sus órganos sobre la
ficha que lleva su nombre.
186
Es fácil separar a mano los elementos
constitutivos de algunas flores, pero otras
requieren un cortaplumas o tijeras. Si se
poseen suficientes ejemplares, es m u y conveniente que cada alumno pueda ejecutar
una disección personalmente. Se elegirán
flores sencillas que no tengan m á s que
un solo ciclo de pétalos.
B. Tomar un estambre y rozar su antera
con un papel negro, de manera que sobre
él quede depositada una pequeña cantidad
de polen.
C. Cortar transversalmente el ovario con
un cortaplumas bien afilado y contar los
óvulos o futuras semillas que encierra.
Observar los embriones dentro de los
óvulos.
3.55 Formación del fruto
A. Recoja ejemplares de flores en diferentes etapas de madurez, desde las recién
abiertas hasta aquellas en las cuales los
pétalos se han desprendido. Corte cada
ovario y observe los cambios que presentan durante el desarrollo de las semillas.
Rosas, manzanas y tomates se prestan
para este propósito.
B. Examine un kilogramo de vainas de
arvejas, porotos u otras leguminosas y
retire las vainas que no estén completamente llenas. Abralas y comparelas con
las que están completas. Las semillas abortadas son vestigios de óvulos que no fueron fecundados por el polen.
3.56 Monocotiledóneas
Consiga varios tallos de plantas tales com o bambú, caña de azúcar y maíz. Corte
transversalmente cada uno de ellos con
un cortaplumas o una hoja de afeitar. Observe las similitudes que presentan los
cortes. Especialmente observe que &losvasos de los haces fibrovasculares están
esparcidos por toda la médula, en el interior del tallo. .
3.57 Dicotiledóneas
Consiga varios tallos de plantas tales com o sauce, geranio, tomates, etc. Corte
transversalmente cada uno de ellos con un
cortaplumas o una hoja de afeitar. Obser-
.
187
Estudiando los organismos
ve que inmediatamente por debajo de la
capa externa del tallo, existe una capa
verdosa. Es el cambium. También observe
que los vasos de los haces fibrovasculares
están dispuestos en círculo alrededor de
la porción central del tallo.
3.58 L a l l c ~afecta a los tallos
A. Sembrar en dos macetas algunas semillas de plantas de crecimiento rápido,
tales como avena, nabo, alubia o mostaza.
Cuando los brotes alcancen una altura de
unos 2,5 cm, cubrir una de las macetas
Con una lata que tenga un agujero en la
parte superior de uno de sus lados. D e
tiempo en tiempo, levantar la tapa y observar cómo se orientan los brotes. Luego
dar vuelta a la tapa de m o d o de modificar
la dirección de la luz y observar nuevamente el resultado al cabo de varios días.
B. Disponer dos tabiques en la forma
que indica la figura, dentro de una caja
larga y estrecha; practicar un orificio en
3.59
el alféizar de una ventana y observar el
efecto producido. Quitar las plantas del
sol y observar el resultado.
D. Colocar las otras tres macetas en senda3 cajas. Practicar en cada caja una pequeña ventana que se recubrirá con papel
celofán de color diferente (rojo, amarillo
y azul, por ejemplo). Colocar las tres cajas
con su respectiva maceta 0 plena luz, delante de una ventana convenientemente
orientada. Observar las diferencias que sobre el crecimiento de los tallos producen
las diferentes radiaciones luminosas de
acuerdo con el color de las mismas.
3.59 Acción de la gravedad sobre el tallo
y raíces
A. Recortar en un papel secante varios
cuadraditos de unos 8 c m de lado y colocarlos entre dos láminas cuadradas de
vidrio. Poner, de cada lado, algunas semillas de mostaza o de nabo entre el papel
secante y el vidrio, y mantener el todo
apretado con dos bandas elásticas de goma.
Humedecer el papel secante y colocar el
conjunto, de perfil, en un plato lleno de
agua. Cuando, al haber germinado, las raíces alcancen 1,5 c m de largo, hacer girar
90" el dispositivo en el plano vertical. Repetir la operación varias veces y observar
sus efectos sobre las raíces.
B. Se puede también estudiar la acci6n de
la gravedad sobre la raíz de la manera
y-elegir una en a¡ que el brote sea bien
uno de los extremos de la caja. Sembrar
una patata ya germinada en una maceta
de tamaño adecuado para que quepa en la
caja. Colocar la maceta detrás del tabique
m á s alejado de la abertura. Colocar una
tapa B la caja y dejarla sobre el alfeizar
de una ventana. Observar de tiempo en
tiempo la dirección que toma el tallo de la
patata.
C. Plantar algunias semillas de crecimiento rápido en cuatro macetas que se
guardarán en la oscuridad hasta que los
brotes alcancen una altura de 2,5 cm. Colocar entonces una de las macetas sobre
L a gravedad afecta a las raíces
vertilíneo. Clavar la semilla con un alfiler
sobre un corcho, colocar en un frasco un
poco de algodón o papel secante húmedo
y tapar el frasco con el corcho, de m o d o
que la semilla quede dentro del frasco.
Guardar al abrigo de la luz y observar de
hora en hora.
3.60
Estudiando los organismos
3.60 Estudiando los tejidos del tallo
Las secciones transversales de los tallos,
se prestan para ser visualizadas con u ñ
microproyector o examinadas con el microscopio con débiles aumentos (ver dibujo). Es relativamente fácil cortar seccio
188
.A
/
.B
.c
.D
Corte transversal del tallo
A médula
B xilema (vasos leíiosos)
c cambiurn
D floema (vasos Iiberianos)
E epidermis
nes transversales lo suficientemente de!gadas como para ser examinadas con e:
microscopio. La comparación entre las estructuras del tallo de las monocotiledó.
neas y de las dicotiledóneas se presta
para iniciar el estudio de las plantas vasculares. Colocando una rama en un vaso
con agua coloreada con tinta roja o con
colorantes de alimentos, puede observarse
la situación de los vasos que conducen la
savia asc.endente.El apio y el poroto pueden emplearse con estos propósitos. El
movimiento ascensional de la savia .en ¡os
cortes transversales es realizada cuando
el corte se practica bajo el agua coloreada.
Se previene así la formación de burbujas
que inhibirian la circulación del agua en
los vasos conductores.
Estudiando los animales
3.61 Actividades que se cumplen en órganos animales
La absorción del dióxido de carbono por
una solución de hidróxido de potasio provee un medio para calcular el oxígeno
consumido por un animal. Coloque una
langosta o una cucaracha o varios gusanos de la harina (Tenebrio) en un frasco
cerrado, en el cual se suspende un trozo
de papel mojado en una solución al 0,5
por ciento de hidróxido de potasio. Un
corcho bihoradado lleva una pipeta de
0,2ml o un tubo de vidrio m u y delgado
(ver dibujo). Si se utiliza el tubo de vidrio
sera necesario colocar detras cie él un
189
Estudiando los organismos
papel milimetrado para poder observar el
movimiento de una gota coloreada que
se desiiza por su interior. Cuide que el
papel absorbente no toque al insecto, colgándolo de la base inferior del corcho,
clavado con un alfiler. Los.alumnos deberán construir otro frasco similar en un todo
al primero, salvo que no contendrá a los
animales, pam emplearlo como control.
Anote el desplazamiento de la gota a intervalos regulares. Compare con el frasco
Midiendo el consumo del oxígeno
de un pequeño animal
control. La diferencia es debida al consumo
de oxígeno y su conversión en dióxido de
carbono. Los alumnos examinarán los espiráculos o estructuras que en los insectos
permiten la entrada del aire.
3.62 Observación del corazón de un caracol
Si se tiene un acuario con caracoles,busque unas masas gelatinosas' adheridas a
los vidrios o sobre las hojas. Retírelas con
una hoja de afeitar y colóquelas sobre un
portaobjeto para examinarlas con el microscopio,en una gota de agua del acuario.
Observe con un microproyector o con un
débil aumento. Las pulsaciones del corazón
son fácilmente percibidas.
Estudiando los tejidos
3.63 ¿Qué es un tejido?
Los grupos de células semejantes que en
un organismo multicelular desempeñan la
misma función, se denominan tejidos. La
actividad de los organismos supone gene-
3.64
ralmente la coordinación de varios tejidos
diferentes. U n buen ejemplo de la interrelación de los tejidos es la disección de un
pollo. Los alumnos podrán Ver cómo los
movimientos dependen de varios tejidos
que intervienen en los movimientos de
una pata, por ejemplo. Los movimientos
de los huesos están controlados por el esfuerzo de varios tendones específicos. Para preparar la pata, saque la piel y separe
los tendones, removiendo los tejidos conjuntivos hasta los dedos del pie. Deje que
los alumnos descubran qué tendones (y
por lo tanto qué músculos) llevan los dedos hacia arriba (extensores) y cuáles
hacía abajo (flexores). Considere las funciones de los huesos, tendones, músculos,
sangre, vasos sanguíneos y nervios que
encuentre en la pata.
3.64 U n tejido Iíquido
La sangre es un tejido apropiado para el
estudio. Tiene una gran variedad de caraiteres interesantes y únicos tales como
la coagulación, la presencia de anticuerpos
y la existencia de grupos sanguíneos que
hacen de su estudio una excelente introducción al estudio de los transplantes de
órganos, genética, respiración y una variedad de otros tópicos. En general, el
empleo de muestras de sangre tomadas
por los alumnos deben ser evitadas. La
sangre de rana, la de los mamíferos conseguida en los mataderos y carnicerías o
en 10s hospitales, son las fuentes a que
se acuden comúnmente.
Precaución: La sangre de los mamíferos
puede guardarse sin que coagule agregándole una solución al 2 por ciento de citrato de sodio en la proporción de 1 parte
de solución por 4 de sangre. Los alumnos
deberán examinar sangre de rana y de
mamífero con el microscopio para establecer comparaciones entre células con núcleo y células anucleadac. Si se permitiera
a los alumnos extraer muestras de sangre,
se tomará como norma no emplear la mism a lanceta para otra toma, debido a la
posibilidad de transmitir hepatitis y otras
infecciones. El soflamado del instrumento
o su inmersión en alcohol, no impiden
tales transmisiones.
3.65
190
Estudiando los organismos
3.65 Observando la circulación sanguínea
Las células sanguíneas pueden ser observadas en organismos vivos, como en el
caso de peces y ranas. El pez o la rana
pueden ser envueltos en una tela húmeda
y pinchados sobre un cartón blando que
presenta un orificio para permitir la observación con el microscopio. La aleta
caudal del pez o la membrana interdigital
de la rana, se colocarán sobre el orificio
de m o d o que el preparado pueda ser colocado sobre la platina (ver dibujo). Se po-
U n a interesante comparación entre células
animales y vegetales es fácil de realizar.
U n a planta que se presta m u y bien para
este propósito es la elodea (Anacharis
sp.) encontrada comúnmente en los acuarios (ver dibujo). Las pequeñas hojas
C
Elodea
A núcleo
B membrana celular
c citoplasma
Pez y rana preparados para 1
observación de la circulación d
la sangre con el microscopi
drán observar así las células sanguíneas
desplazarse con rápidos movimientos por
los vasos de la delgada aleta o de la m e m brana. Otro tejido líquido interesante es
Ia leche de coco, rico líquido nutricio, utilizado muchas veces como nutriente en
los cultivos de tejidos.
Estudiando las dlulas
3.66 ¿Qué es una célula?
U n a gran variedad de células son apropiadas para su examen con el microscopio, en el aula de ciencias. Si bien algunas
pocas células son macroscópicas . (por
ejemplo, huevo de avestruz, células de algunas algas marinas) la mayoría requiere
el empleo del microscopio para su eficiente
estudio. Existen dos fuentes potenciales
para el estudio de las células. H a y células
que se consideran formando u n organismo;
son los protistas. Células de levadura, protozoarios, bacterias, euglena y otros organismos unicelulares son ejemplos. C o m o
los grupos de estos organismos unicelulares son, en rigor, poblaciones, es preferible comenzar el estudio de las células
examinando las células que forman los
tejidos de los organismos pluriceldares.
del extremo epical son las mejores. Corte
una hoja pequeña y con una gota de agua
deposítela sobre un portaobjeto, coloque
el cubre y examínela con el microscopio.
Con fuerte luz, los contenidos celulares
pueden mostrar un movimiento (especialmente los cloroplastos) circular, llamado
civclosis o corriente protoplasmática.
3.67 Diferencias entre células vegetales y
animales
Con una espátula bien limpia o un escarbadientes raspe el lado interno de la m e jilla. Coloque el raspado blanquecino que
se obtiene en una gota de agua depositada
en un portaobjeto. Agregue una gota de
azul de metileno o iodo. Ponga el cubre
y examínela con el microscopio, al principio con poco aumento, luego con gran
aumento. Los alumnos podrán comparar
estas células con las anteriores.
Células de la mucosa
bucal
A núcleo
B citoplasma
c membrana celular
191
Estudiando los organisanos
3.68 Paredes celulares
El preparado de elodea (3.66) puede ser
utilizado para mostrar la existencia de
una pared celular. Coloque una gota de
agua salada en el borde del cubreobjeto.
Arrastre la solución salina por debajo del
cubre, acercando un papel secante o ab-
Celdas de elodea en una solución salina
sorbente por el otro extremo del cubre,
de m o d o que el líquido del portaobjeto
sea absorbido por el papel. El agua de la
célula se difundirá en el agua salada que
la rodea y a medida que esto ocurre, el
contenido celular se encoge, pero la pared
celular, rígida, conserva su forma. Otras
Di
3.69
células vegetales pueden utilizarse para
mostrar este fenómeno. Hojas carnosas
que tienen una epidermis que puede desprenderse fácilmente se prestan para estas
observaciones. Tradescantia, lechuga y espinaca son ejemplos.
3.69 Reproducción celular
El proceso de la reproducción celular conocido con el nombre de división celular,
puede ser estudiado eligiendo un material
apropiado como es un tejido en vías de
rápido crecimiento. U n a buena fuente para tales observaciones la constituyen los
ápices de las raíces de las cebollas u otras
plantas afines. Colocadas en la boca de
un frasco que contiene agua hasta rozarla, proveen gran cantidad de material.
Corte una raíz de los ejemplares m á s vigorosos; en elL separe un cilindro de unos
3.69
Estudiando los organismos
3 m m de longitud a partir del extremo
de la raíz. Colóquelo en una gota de carmín acético (colorante) sobre un portaobjeto. Córtelo valiéndose de una hoja de
afeitar en pedazos m u y pequeños. Ponga
un cubre al preparado. Interponiendo un
papel absorbente plegado dos o tres veces,
haga presión sobre el cubre, con el pulgar, para aplastar los trozos haciendo girar el cubre, pero cuidando que no se
deslice. Examine el preparado con el microscopio, primero con débil aumento en
busca de las células cuyo núcleo aparezca
fuertemente coloreado y luego con más
aumento, para visualizar unos filamentos
rojizos que corresponden a los cromosomas (figuras mitóticas). Deje que los
alumnos descubran varias de tales configuraciones o etapas. Una vez perfeccionada la técnica, será posible distinguir los
distintos estados y aproximadamente su
duración re!ativa.
192
perfore la cabeza. Estire poco a poco la
larva hasta que la cabeza, las piezas bucales, el tubo digestivo v las glándulas
salivales queden al descubierto. Separe
las células adiposas, el tubo digestivo y la
cabeza; quedan las glándulas salivales.
Teñidas con orceína acética, aplástelas
haciendo presión con el pulgar sobre el
cubre y examínelas con el microscopio;
aparecerán grandes cromosomas listados.
3.71 Observación de orgánulos
En los últimos tiempos el microscopio electrónico ha proporcionado muchas informaciones acerca de las estructuras intracelulares, llamadas orgánulos. Aunque los
alumnos no tengan ocasión de ver un mi-'
croscopio electrónico, deben comprender
la importancia que tiene para los biólogos,
pues permite extender el conocimiento a
niveles que se hallan por debajo de la
célula.
Fotografías de objetos vistos con el mi3.70 Cromosomas salivaies
croscopio electrónico pueden conseguirse
El gran tamaño de los cromosomas de en los negocios donde se venden dichos
las glándulas salivales de las larvas de las instrumentos o en publicaciones médicas
moscas, los hace apropiados para el estu- o farmacéuticas. Dichas fotografías acomdio de estos orgánulos. Las larvas de las pañadas por comentarios pertinentes en
sarcófagas (moscas de la carne o blow- clase, permitirán visualizar las pequeñas
flies) pueden obtenerse colocando un tro- estructuras que son el asiento de actividazo de carne cruda a la intemperie. La des específicas (ver dibujo). Por ejemplo,
disección de las larvas permitirá obtener el proceso de la respiración será menos
las glándulas salivales. Coloque la larva misterioso cuando el estudiante observe la
en una gota de agua salada sobre un por- fotografía de las estructuras llamadas mitaobjeto. T o m e dos agujas de disección; tocondrios, donde tiene lugar la respisostenga con una, la cola y con la otra racióc.
G-
H-
E
F
3.71 Célula típica
A mitocondrio
B cromosomas
c nucleolo
D membrana nuclear
E centriolos
F membrana celular
c aparato de Golgi
H ribosomas
Capítulo cuarto
Ciencias de la tierra
y del espacio
Introducción
Los temas que tratan las ciencias de la
tierra siempre han sido de interés para los
niños. Dicho interés comprende desde las
llamadas icomúnmente ‘piedras lindas’ hasta interrogantes del tipo de ‘¿Qué ocurrió
con los dinosaurios?. Los acontecimientos
recientes en el campo de las ciencias del
espacio han despertado igual interés por
su temática. Para instruir a los alumnos
acerca de dichas cuestiones no es necesario que el maestro sea geólogo o astro-
nauta. No es indispensable que éste deba
sentirse capacitado para responder a todas las preguntas que se le formulen.
Buena parte de las ciencias de la tierra
pueden aprenderse sin recurrir al empleo
de un vocabulario difícil y de conceptos
abstrusos.
El material de las siguientes páginas
no tiene por finalidad la formación de j6venes geólogos, sino promover en los niños
el interés por dichas ciencias.
Rocas y minerales
Iniciacidn simple
4.1 Por dónde comenzar
A. Materiales esenciales para coleccionar,
identificar y montar muestras de rocas y
minerales
Ejemplares de rocas ígneas, metamórficas
y sedimentarias.
Bolsa o mochila para coleccionar; papel;
lápices y bandas de goma.
Lupa de 10 aumentos.
Martillo.
Frasco gotero con vinagre y/o HC1 diluido.
Esmalte para uñas para escribir nombre
y números en las piedras.
Cola para pegar las piedras en cartones
para su exhibición.
Tubos de ensayo y agarraderas para los
mismos.
Cortafrío.
Moneda de bronce.
Lima.
Trozo de porcelana o teja, para rayar.
Balanza pequeña.
Imán.
Lámpara de alcohol.
Cajas para clasificar las piedras en grupos.
Tarjetas de 7,5 x 12,5 c m para registrar
los datos.
Papel milimetrado para gráficos.
Recipientes de vidrio pequeños.
Plancha de vidrio.
Bruselas.
B. Observación de rocas y minerales
Conseguir que los alumnos traigan una o
varias piedras que por alguna razón hayan
despertado su icunosidad. ¿Qué tipo de preguntas pueden formular al respecto?; por
ejemplo: ¿Cuál es su antigüedad? ¿Cómo
fueron a dar al lugar donde se las encontró? ¿Qué aplicaciones pueden sugerir para
dichas piedras?
Todas las ciencias comienzan con la
observación. Los alumnos deberán descri-
4.1
Rocas y minerales
bir aplicando todos sus sentidos su piedra
o piedras. ¿Cuál es su coloración? Comparar su peso con el de un objeto de dimensiones similares. ¿Es relativamente dura o
es blanda? ¿Se rompe con facilidad? Poner
dos piedras, una al lado de la otra y describir sus semejanzas y diferencias. Formar un montón con todas las piedras llevadas por los alumnos y pedirles que las
clasifiquen en grupos basándose en sus
similitudes y diferencias. Esta operación
conducirá B una identificación simple de
las rocas y minerales.
4.2 C ó m o observar una piedra
Por lo general ios alumnos no traerán
muestras de minerales exóticos adquiridas
en el comercio, sino ejemplares de piedras
recogidas en los caminos, generalmente
erosionadas. Se los instruirá para que recojan muestras que presenten superficies de
factura reciente. Esto puede requerir su
rotura y, aun así, no constituye una garantía porque las piedras pueden partirse
a lo largo de fallas o rajaduras preexistentes, también afectadas por alguna alteración. Se golpeará la piedra con un martillo con fuerza suficiente hasta que aparezcan superficies no alteradas. U n a vez
adquirida cierta experiencia, esta operación no presentará dificultades. U n procedimiento seguro para romper las piedras
consiste en envolverlas en un trozo de
trapo y colocarlas sobre otra más grande
golpeando luego fuertemente con el martillo. La envoltura en el trapo impedirá
que salten pequeñas astillas. Comparar el
aspecto de la superficie recién partida con
el de la superficie externa erosionada, de
las piedras.
’
4.3 E n qué se diferencia una piedra de u n
mineral
U n mineral es una sustancia inorgánica
que puede estar dotada de una forma característica y una composición química
uniforme. Una piedra está compuesta por
m á s de un mineral, de manera que al partirla sus fragmentos pueden estar integrados por distintos minerales.
196
4.4 Los ocho elementos más abundantes
en la corteza terrestre .
Porcentajes
en peso
Elemento
Símbolo
químico
46,60
27,72
8,13
Oxígeno
Silicio
Aluminio
Hierro
Calcio
Sodio
Potasio
Magnesio
O
Si
Al
Fe
5,OO
3,63
2,83
2,59
2,09
ca
Na
K
Mg
Estos elementos forman compuestos que
también reciben el nombre de minerales.
Los geólogos han descubierto, denominado
y clasificado m á s de 2.000 minerales. Sin
embargo, sólo unos pocos de éstos integran la mayor parte de la (cortezaterrestre.
Propiedades físicas de los minerales
Aunque los mineralogistas emplean muchas tecnicas para identificar m á s de 2.000
minerales, nos ocuparemos principalmente de los que componen las rocas y son
esenciales para su identificación. Nos limitaremos Q las pruebas y técnicas descriptivas que facilitarán la identificación
de algunos minerales ,fundamentales,que
entran en la composición de las rocas.
Lustre
Transparencia
Dureza
Sistema cristalino
Rayado
Otras características
Color
especiales, como
Densidad relativa
sabor, olor, magneRotura (clivaje y
tismo y estructura
fractura)
Definiremos cada una de estas propiedades:
4.5 Lustre
El lustre es la apariencia de la superficie
de un mineral al reflejar la luz. Según su
lustre los minerales se dividen en dos grandes grupos. U n o comprende a los minerales
opacos con brillo metálico. El otro, a los
opacos y transparentes sin brillo metálico.
4.6 Dureza
La dureza es la resistencia que el mineral
presenta al rayado. Las rocas se clasifican
de acuerdo con una escala de dureza com-
197
Rocas y minerales
prendida entre 1 y 10, en la que 1 corresponde a las m á s blandas y 10 a las extremadamente duras. Para determinar el grado de dureza de una muestra tomar con
unas pinzas un grano del material y tratar
de rayar con el mismo ia uña. Si es m á s
blando que ésta, no la rayará. Las uñas
tienen una dureza de 2,5, por consiguiente
la dureza del ejemplar será inferior a dicho valor. Repetir la operación con un
trozo de cobre, cuya dureza es 3. Si el
material raya al cobre, es más duro que
éste y su grado de dureza será mayor que
3; no sabemos cuánto. Debemos proseguir
hasta hallar una sustancia que el ejemplar
en estudio no raye. La hoja de acero de
un cuchillo tiene una dureza de 5,5 y un
vidrio de ventana, entre 5,5 y 6,O.La dureza de los diamantes es de 10, El diamante es el mineral m á s duro. Si para
determinar la dureza se emplea vidrio,
convendrá asegurarse de que el alumno
no lo tomará con la m a n o al intentar rayar
al ejemplar en estudio. C o m o medida de
seguridad poner el cristal sobre una superficie plana, antes de usarlo.
El grado de dureza relativa de un mineral puede establecerse por comparación de
una muestra del mismo con una serie de
minerales previamente elegidos como escala de dureza. La escala normalmente
aceptada es: 1. talco; 2. yeso; 3. calcita;
4. fluorita; 5. apatita; 6. ortoclasa feldcspática; 7. cuarzo; 8. topacio; 9. corindón y
10. diamante.
4.7 Rayado
El color de la raya es el del mineral molido o pulverizado. Puede obtenerse froiando el mineral contra una placa de cerámica
para rayado, o bien moliéndolo y observando luego su color. Este puede asemejarse al del mineral en bruto o puede ser
m u y diferente. El color de la raya de un
mineral determinado es por IÓ general
constante, aun4ue el color de éste sea m u y
variable. Las placas para rayar pueden
improvisarse con tejas en desuso o porcelana sin vitrificar o rota.
4.8 Color
El color es la característhca física más evidente de un mineral. No obstante, debido
4.1 1
a su variabilidad no se la considera una
propiedad confiable para su identificación.
4.9 Densidad relativa
La densidad relativa de un mineral es un
número que expresa la razón entre su
masa y la de igual volumen de agua a
4” C. Si la densidad relativa de un mineral es 2, su masa es el doble que la del
mismo volumen de agua.
La mayoria de los minerales poseen
densidades relativas entre 2,5 y 3,O. Los
minerales cuya densidad relativa es inferior a 2,5 parecen ‘livianos’y aquellos con
densidad relativa superior a 3,O parecen
‘pesados’, con relación a su volumen.
La densidad relativa de un mineral de
composición uniforme es constante y su
determinación constituye frecuentemente
un valioso elemento auxiliar en la identificaición del mineral (ver también el experimento 2.14).
Para determinar con exactitud la densidad relsativa de un mineral deben tenerse
en cuenta varias condiciones. E n primer
lugar, éste debe ser puro -requisito frecuentemente difícil de cumplir-. Debe ser
compacto y sin grietas ni cavidades que
puedan encerrar burbujas o capas de aii-e.
Para la determinación de la densidad
relativa, la balanza de brazos, o astil, es
un aparato adecuado y preciso, que por
su simplicidad puede construirse en casa
fácilmente y con poco costo (ver el Capítulo Primero).
4.10 Rotura y exfoliación
La rotura en la cual el mineral tiende a
partirse siguiendo planos paralelos a las
caras de los cristales y presentando superficies planas y pulidas a lo largo de los
mismos, recibe el nombre de exfoliación
o clivaje. En algunos minerales el clivaje
presenta una dirección Única. mientras que
en otros puede presentar dos, tres o m á s
direcciones. Cualquier otro tipo de rotura
distinto del clivaje recibe el nombre de
fractura.
4.1 1 Transparencia
La transparencia es el grado en que los
minerales transmiten la luz. Los transparentes permiten el paso de la totalidad de
4.1 1
Rocas y minerales
la luz, como ocurre con el vidrio de una
ventana. Los minerales traslúcidos permiten el paso de la luz pero no la formación
de imágenes, y los opacos no dejan pasar
la luz.
198
desgaste, como las areniscas y rocas sedimentarias. Se distingue de la calcita,
ctro mineral integrante de las rocas, por
su dureza y porque no produce efervescencia cuando se le aplica ácido clorhídrico
diluido en frío.
4.12 Sistemas cristalinos
El sistema cristalino constituye la forma
externa del mineral, reflejo de la disposición interna de los átomos. La mayoría de
los minerales son cristalinos y a la disposición definida de su estructura atómica
interna corresponde una determinada disposición exterior. Pocos minerales son
amorfos, es decir, no cristalinos.
4.15 Feldespatos
Los feldespatos son rosados, blancos, grises, azulados y rojos. Cuando estos minerales se encuentran presentes en las rocas
las pequeñas superficies de clivaje reflejan destellos luminosos. Estas superficies
separan claramente los feldespatos del
cuarzo que no presenta clivaje. Los feldespatos acusan clivaje en dos planos situados entre sí aproximadamente en ángulo
4.13 Otras caracteristicas
Además de las propiedades físicas de los recto. E n uno de dichos planos, el de la
minerales mencionados, las que siguen son plagioclasa, generalmente blanco, gris o
azulado, se observan finas líneas o espruebas útiles para su identificación.
trías que indican los planos de exfoliaMagnetismo. La reacción del ejemplar
ción entre cristales gemelos de forma taen presencia de un imán es de interés.
bular o laminada. La observación de es¿Es atraído o no?
tas estrías gemelas proporciona una clave
Prueba con ácido clorhídrico. La aplica- expeditiva para la identificación de la plación de ácido clorhídrico diluido, ¿provoca gioclasa. El feldespato denominado oro no ,alguna reacción? ¿Se producen bur- toclasa, habitualmente rosado, rojo o blanbujas o efervescencia?
co no presenta estrías gemelas. Los feldespatos tienen una dureza de 6,O y su
Principales componentes minerales de las densidad relativa es de 2,4a 2,7.
rocas
Pocas rocas están formadas por elementos,
como por ejemplo el oro o la plata puros;
son en su mayoría combinaciones de éstos.
El cuarzo, por ejemplo, es un mineral resultante de la combinación de los elementos silicio y oxígeno. Fundamentalmente,
son los minerales, m á s que los elementos,
los componentes principales de las rocas.
4.14 Cuarzo
El cuarzo es un mineral traslúcido o trasparente que no presenta clivaje. Por SU
aspecto se ,asemeja a trozos de vidrio y
puede ser blanco, lechoso, ahumado, rosado, incoloro, purpúreo o, m á s raramente,
verde o marrón. Es resistente a la erosión
y su grado de dureza es 7 (densidad relativa 2,65). Existe en las rocas de coloración clara. Dada su resistencia a la erosión, el cuarzo constituye uno de los principales componentes de los productos del
4.16 Micas
Las micas integran un grupo de minerales
constituyentes de rocas, de suma importancia, al cual pertenecen la muscovita y
la biotita. Las micas son fácilmente ciasificables por su coloración. La muscovita
es transparente e incolora y la biotita es
marrón o negra. L a mica puede exfoliarse
en hojas m u y finas; es elás6ca y si se la
curva recupera su forma y dimensiones
originales. Su dureza oscila entre 2,O y
2,5. Su densidad relativa es de 2,7 a 3,O.
4.17 Piroxenos y anfiboies
Constituyen dos grupos de minerales integrantes de rocas. Se identifican por su
clivaje y forma cristalina, pero son difíciles de distinguir para el principiante. La
mayoría de estos minerales son oscuros,
variando su coloración entre el verde oscuro y el negro. El anfibol más importante
es la hornablenda.
199
Rocas y minerales
4.18 Olivina
La olivina es verde o verde amarillento y
fácilmente erosionable, quedando la roca
de coloración marrón con manchas de óxido de hierro. Se encuentra en estado puro
formando conglomerados de aspecto similar al del azúcar. Los granos pequeños brillan como el cuarzo, no obstante, cuarzo
y olivina raramente se hallan juntos en
las rocas ígneas, que se forman a partir
de un estado de fusión (experimento 4.21).
Pueden encontrarse juntos integrando las
rocas sedimentarias (experimento 4.22).
La olivina es un componente nativo de las
rocas más oscuras en las que el sicilio es
m u y escaso. La dureza de la olivina es de
6,5 a 7,O y su densidad relativa es de 3,2
a 3,6.
4.21
Principdes grupos de rocas
Existen fundamentalmente tres grupos principales de rocas: ígnsas, sedimentarias y
metamórficas.
4.21 Rocas ígneas
Las rocas ígneas (formadas por el fuego)
se han solidificado a partir de un estado
fluido de fusión, designado generalmente
como magma, el cual al ser comprimido
hacia el interior de cavidades existentes
por debajo de la superficie terrestre dio
origen a las rocas intrusivas y al ser impulsado hacia afuera, sobre ia superficie
de la tierra form5 las rocas extrusivas.
Tenemos entonces un m a g m a o fluido en
fusión con una composición quimica específica única, que puede haber sido comprimido tanto hacia el interior como hacia
4.19 Calcita
el exterior. E n todos los casos, la compoLa caIcita es un componente básico en la sición química básica es similar y ¡a única
fonnacibn de rocas y pertenece al grupo
diferencia significativa la constituirá la
de los carbonatos. Su brillo varía entre
textura, término este que se refiere a las
vítreo y opaco y su dureza es de 3,O. Codimensiones de los cristales que forman
múnmente es incolora o blanca y su raya
las rocas. La textura de una roca es funes incolora. Frecuentemente se parte preción de la rapidez de su enfriamiento:
sentando 3 planos de clivaje, no en ángulo
cuanto más rápido sea el enfriamiento del
recto, que originan su característica forma
líquido en fusión, tanto más fina será la
romboidal. Su densidad relativa es de 2,72.
textura. Si una masa se enfría rápidamenBajo la acción del ácido clorhídrico diluido, en frío, produce efervescencia fácil- te en contacto con el aire, como ocurre
con las rocas extrusivas, se observará en
mente.
la misma una textura fina. E n el caso de
una roca intrusiva, comprimida y enfriada
4.20 Notas para la identificación
Las siguientes notas serán de valor para lentamente en el interior de la corteza
la identificación en la generalidad de los terrestre, el ,crecimiento de sus cristales
será mayor, lo que dará como resultado
casos.
Cuarzo: Entre transparente y traslúcido, una textura gruesa.
de brillo vítreo, raya el vidrio. Las superficies de fractura son curvadas o
de las roc:as
lisas.
Mica: Blanda, brillante, en láminas brillantes (probablemente negra. ., biotital.
Feldespato: Entre blanco y gris o rosado,
casi opaco, no tan duro como el cuarzo;
superficie opaca excepto cuando la luz
incide sobre ciertas superficies verti- Las rocas ígneas pueden dividirse en dos
grupos: las de colorac~ónclara, ricas en
calmente.
Hornablenda: Negra, dura, con granos alar- silicio y aluminio y las de color oscuro,
abundantes en hierro, magnesio y calcio.
gados.
Calcita: Produce efervescencia bajo la ac- Existen ocho componentes fundamentales
de las rocas ígneas y es importante saber
cidn del ácido clorhídrico diluido.
4.21
Rocas y minerales
identificarlos razonablemente para poderlas clasificar. Dichos componentes son:
1. Rocas de coloración clara (silicio y
aluminio): la) cuarzo; b) ortoclasa feldespática; c) plagioclasa feldespática;
"mica muscovita.
2. Rocas de coloración oscura, básicas
(ricas en hierro, magnesio y calcio) :
a) mica biotita; b) anfiboles (hornablenda) ; c) piroxenos; d) olivina.
Las rocas ígneas en su mayoría son duras
y consistentes, formadas por granos entremezclados de silicatos minerales.
La textura de una roca es la configuración de los granos que la componen, determinada por sus dimensiones, forma y
distribución. Las rocas ígneas se caracterizan por isa uniformidad de su téxtura
(observar la figura), con excepción de
los pórfidos en los cuales los cristales más
grandes se encuentran incrustados en una
masa molida, de grano fina. Algunas rocas ígneas son claramente granulares; otras
son tan finas que los granos individuales son invisibles. Se las designa como
densas y algunas son vítreas o amorfas.
Generalmente, los gránulos de las rocas
igneas son apgulosos y m u y irregulares
porque durante su crecimiento las partículas minerales se comprimen una contra
otra quedando trabadas entre sí.
4.22 Rocas sedirnentarias
Las rocas sedimentarias están formadas
por materiales provenientes de otras m á s
antiguas. Los minerales que se observan
en las mismas pueden ser de todo !tipo,
procedentes de rocas metamórficas, ígneas
y de otras rocas sedimentarias. Algunos
de estos minerales se incorporaron a las
rocas con poca o ninguna alteración en
su constitución física o química, otros en
cambio, antes de formar parte de una
roca sedimentaria han sufrido una severa
erosión mecánica (ver la figura). La erosión puede destruir por completo ciertos
minerales y reconstruir nuevos con el material químico resultante. Los alumnos deberán ser capaces de identificar algunas
rocas sedimentarias comunes, como por
ejemplo conglomerados, arenisca, esquistos y rocas síiico-calcáreas. U n mineral
importante presente en las rocas sedimen-
200
tarias y metamórficas pero no en las igneas
es la calcita.
La formación de las rocas sedimentarias
implica la desintegración por procesos m e cánicos y químicos de las partículas procedentes de rocas preexistentes y su m o vimiento, separación y dispersión, seguido
de la compactación Q cementación de los
sedimentos. Su dureza depende del grado
de cementación de los gránulos. Estas rocas son generalmente menos compactas
que las ígneas y si se exhala aliento sobre
ellas, la humedad que se incorpora hace
que se desprenda olor a tierra. Son fáciles
de desmenuzar.
Los sedimentos formados por partículas
rotas de las rocas originales se denominan
czásticos, por ejemplo, las areniscas. Las
dimensiones de estas partículas pueden
variar desde sedimentos de 0,004 a 0,06
m m hasta granos de arena de 0,06 a 2 mm,
o pedregullo de 2 a 64 m m hasta las dimensiones de guijarros y cantos rodados.
La cementación puede ser originada por
una gran variedad de agentes, c o m o el silicio, carbonato de calcio y óxidos de hierro. Los minerales m á s comunes en las
rocas formadas por fragmentos son los
constituidos por cuarzo, feidespato y arcillas.
Textura de las
rocas sedimentarias
Algunas de las rocas preexistentes pueden haberse transformado en sedimentarias sin que existan evidencias de partículas ciásticas o fragmentarias por haberse incorporado a soluciones transportadas luego por las corrientes de agua.
Los sedimentos constituidos por materiales en solución se denominan precipitados, c o m o por ejemplo, la piedra caliza.
4.23 Rocas metamórficas
Los minerales presentes en las rocas m e t~mórficasson en gran medida los mismos
261
Rocas y minerales
que se observan en las ígneas y sedimentarias, con la excepción de unos pocos
formados por recristalización, sustitución
y por efecto de la elevada temperatura.
Las rocas metamórficas proceden de la
transformación de rocas previamente e+tentes, ígneas, sedimentarias o metamórficas en una nueva formación rocosa. Son
produ'rto del calor y la presión que actuó
sobre dichas formaciones,a los que se sumó la penetración de fluidos. L a figura
muestra b textura de una roca metamórfica característica.
La estratificación de gránulos minerales
chatos en un plano único, que confiere a
la roca cierta tendencia a hendirse en
dicha dirección recibe el nombre de foliación, diciéndose entonces que la roca es
foliada.
C o m o las ígneas, las rocas metamórficas son duras y consistentes con una estructura predominante de gránulos minerales mutuamente trabados. Su diferencia
reside en que presentan foliación. Aunque
ésta constituye la principal característica
de las rocas metamórficas algunas pocas
entre ellas, como por ejemplo el mármol
y la cuarcita, no son foliadas. Existen tres
variedades principales de foliación:
1. Gnéisica o bandeada. Es un tipo de
foliación imperfecto y tosco, en el-que
la estratificación se manifiesta en form a de bandas definidas formadas por
distintos minerales. Las m á s anchas
están generalmente constituidas por feldespatos.
2. Esquistosa o de buena foliación. L a foliación se ha originado como consecuencia de la disposición en capas paralelas de ,minerales de forma plana,
c o m o por ejemplo, las 'micas.
3. Clivaje pizarroso. Es la tendencia de
una roca a hendirse en planchas lisas,
como las pizarras. Los minerales componentes son tan pequeños que no se
pueden percibir a simple vista; no obstante, el clivaje es consecuencia de la
distribución en planos paralelos de numerosos gránulos minerales microscópicos.
Las rocas metamórficas se clasifican en
dos grupos principales basados en la presencia o ausencia de foliación. El tipo de
ésta constituye la base.para la clasificación de las que presentan dicha estructura.
El criterio de clasificación para el grupo
de rocas sin foliación se basa en el mineral predominante.
Clasificación de las rocas metamórficas
~~
FoZiadas (en bandas o planos)
1. Bandas toscas (de espesor irregular)
2. Esquistosas (bandas regulares, planas
y de espesor medio)
3. Pizarrosas (bandas finas, regulares y
planas)
No foliadas (en masas o gránulos)
1. Predominando la calcita y dolomita
2. Predominando el cuarzo
3. Predominando la serpentina y/o talco
4. Predominando elementos orgánicos
(verdes o negros)
439
Gneis
Esquistos
Pizarras
Mármoles
Cuarcitas
Serpentina y talco
Grafito o carbón antracita
4.23
Rocas y minerales
E n resumen, la finalidad perseguida será
que el alumno identifique, en su sentido
m á s amplio, los gránulos separados, con
las rocas sedimentarias; la foliación con
las metamórficas; los gránulos de aristas
angulosas y recientes sobre un fondo fino,
con las rocas volcánicas y los cristales
compactos de silicatos, con las ígneas o
las metamórficas.
Produceion de rocas artificiales
4.24 Rocas ígneas
U n a demostración rápida de la cristalización de soluciones de alumbre se asemeja
algo a la formación de las rocas ígneas de
grano grueso y fino. Llenar primero un
tubo de ensayo grande hasta su cuarta
parte con alumbre en polvo, cubriéndolo
con agua hirviendo. Sostener el tubo sobre
una llama de m o d o que la mezcla hierva
lentamente. Agregar despacio 'agua hirviendo en cantidad suficiente para disolver
el alumbre. Verter la mitad de esta solución en un recipiente playo, sumergiendo
parcialmente en el líquido un trozo de
cordel. Revolver la solución de alumbre
en el recipiente para que se enfríe rápidamente o para mayor celeridad ponerla
en un refrigerador. Suspender del borde
del tubo de ensayo otro trozo de piolín
de m o d o que su extremidad llegue hasta
el fondo del mismo y colocar el tubo eri
un lugar donde se enfríe lentamente. Al
día siguiente observar los resultados. Si
no se advierten dejar transcurrir m á s tiempo (se lograrán mejores resultados si se
pone dentro de la solución un cristal 'semilla').
En relación con este estudio de las rocas ígneas conviene que algunos alumnos
experimenten con el crecimiento de los
cristales,por ejemplo, de cloruro de sodio,
azúcar, etc. (ver también los experimentos 2.45 y 2.51).
4.25 Rocas sedimentarias
Este experimento puede efectuarse de diferentes maneras.
A. Conseguir diversas rocas sedimentarias
de distinta coloración (el color producirá
un efecto más real). Molerlas y separarlas
202
por color (se pueden moler frotándolas
contra una piedra más dura o pulverizándolas con un martillo, lo que constituirá
un buen ejemplo de desintegracion por
vía mecánica). Recoger el material pulverizado y poner las partículas de diversos
colores en el orden que se desee, en un
recipiente de vidrio. Agregar agua lentamente vertiéndola de manera que se deslice
por la pared del recipiente para no perturbar la sedimentacibn, hasta que los sedimentos la hayan absorbido, cubriéndolos
hasta aproximadamente 1 c m por encima
de su superficie. Poner el recipiente al
sol o cerca de una fuente de caIar hasta
que el agua se evapore, luego romper ia
vasija. Para hacerlo con seguridad, ajustar a su alrededor una bolsa de género o
papel y golpearla en varias partes con un
martillo.
U n alumno, o la clase dividida en grupos
que utilicen la misma técnica, pueden repetir este experimento. Ensayar poniendo
sal en el agua (destacando que se trata
de un sólido en solución, lo que constituirá un ejemplo de la desintegración de las
sustancias sólidas por dicho medio) dejando que la sal actúe como agente cementador.
B. Procurarse una bolsa chica de cemento
portland. Los alumnos lo mezclarán con
agua y lo colocarán en tapas de tarros,
vasos de papel o cajas de cartón pequeñas
hasta que endurezca. Estudiar su aspecto
y propiedades. Romper un trozo de cemento y examinarlo. Mezclar un poco de
cemento seco con aproximadamente el doble de arena o pedregullo con lo que se
obtendrá concreto. Después de agregarle
agua y mezclarlo bien se lo pondrá en
moldes dejándolo varios días hasta que
endurezca. Nuevamente, estudiar el aspecto y las características de las muestms
obtenidas (ver el experimento 2.66).
C. Mezclar yeso de París con un poco de
agua. El yeso deberá manipularse rápidamente, pues de lo contrario endurecera
mientras se lo mezcla. Poner la mezcla
en moldes y dejarla que endurezca bien.
Estudiar el aspecto y propiedades de las
muestras (ver el experimento 2.66).
203
Rocas y minerales
4.26 Rocas metamórficas
U n trozo de arcilla previamente modelada
y puesta a secar puede exponerse a la
acción del fuego satisfactoriamente colocándola sobre fragmentos de alfarería rota
y calentándola sobre un mechero de Bunsen, dentro de un crisol grande o una m a ceta. Mejor aún si se dispone de un horno.
Tareas a realizar
4.27 Formar una colección de piedras
Pueden coleccionarse las piedras comunes
de la localidad pidiendo a cada alumno
que traiga una. Explicarles que no será
necesario que conozcan los nombres de
todas. Los ejemplares similares pueden colocarse juntos sobre una mesa. Clasificar
las piedras recolectadas por su forma, color y otras características. Tratar de descubrir el mayor número posible de criterios que permitan clasificar las piedras.
4.28 Colecciones individuales de piedras
Estimular a los alumnos para que formen
sus propias colecciones de piedras. Estas
podrán guardarse en cajas pequeñas de
cartón o en cajas de cigarros; los ejemplares podrán conservarse separados si se
construyen divisiones en el interior de las
mismas. U n a vez identificadas las piedras
de su colección el alumno deberá preparar
pequeños rótulos de papel o tela adhesiva
y fijarlos en cada piedra numerándolas;
en la tapa de la caja pegará una lista con
el detalle de su contenido. Las colecciones deben ser pequ@ñas. Se deberá inducir
a los alumnos a que canjeen ejemplares
con sus compañeros para completar sus
colecciones.
4.29 Estudio de piedras
Elegir una piedra y tratar de aprender
cuanto sea posible acerca de ella mediante
una observación cuidadosa. Si es plana
probablemente se trate de un fragmento
de estrato proveniente de alguna formación sedimentaria. Dichas rocas se formaron por endurecimiento de sedimentos depositados hace millones de años. Si la piedra parece estar formada por granos de
arena cementados entre sí probablemente
se trate de arenisca. Si está constituida
4.32
por piedrecitas más grandes cementadas
será posiblemente otro tipo de roca sedímentaria denominada conglomerado. Si si1
forma es redondeada posiblemente se deberá a la acción del agua. Examinar la
piedra con ayuda de un vidrio de aumento.
Si presenta pequeñas manchas y crisiales
se trata de una roca granítica proveniente
del interior de la tierra y expulsada hace
muchísimo tiempo. La observación atenta
de diversas rocas en la forma indicada
despertará el interés de los alumnos por
su colección y estudio.
4.30 Observación de la arena con un vidrio
de aumento
Examinar con una lupa o con un microscopío con poco aumento, sí se dispone de
uno, una pequeña cantidad de arena. Los
cristales casi incoloros son de cuarzo, que
es el mineral más común de la corteza
terrestre. E n la arena se encuentran frecuentemente cristales de otros minerales.
Tratar de descubrir otros.
4.31 Una prueba para la piedra caliza
Las muestras de piedras pueden ensayarse
para comprobar si se trata de calizas dejando caer sobre las mismas algunas gotas
de jugo de limón, vinagre u otro ácido diluido. Si es una piedra caliza se observará
efervescencia o burbujas en el lugar donde
se humedeció con ácido. El burbujeo es
producido por el bidxido de carbono que
se desprende de la piedra en contacto con
el ácido. El mármol, roca metamórfica
constituida por caliza reaccionará también
si se lo somete a esta prueba.
4.32 Separación de sedimentos
La separación de los sedimentos en las
rocas sedimentarias puede hacerse visible
mezclando cuidadosamente porciones iguales de grava, partículas de arena gruesa y
de arcilla. Poner la mezcla en un recipiente
con agua hasta no m á s de su mitad; luego,
llenarlo del todo, colocarle la tapa y sdcudirlo vigorosamente. Finalmente dejar
asentar el material en suspensión. Los
componentes se depositarán sucesivamente, las partfculas m á s pesadas en el fondo
y las arcillas en la parte superior.
4.33
Rocas 'y minerales
4.33 Piezoelectricidad
U n experimento interesante que a los alumnos les agradará realizar es el relacionado
con los fenómenos piezoeléctricos o piroeléctricos que se observan en ciertos minerales, particularmente en la turmalina y
el cuarzo. Las variaciones en la presión
y temperatura originan en ellos cargas
eléctricas (con polaridad positiva y negativa) cuando se los calienta o comprime.
Este fenómeno puede demostrarse espolvoreando el cristal mientras se enfría o
calienta con polvo de mina de lápiz rojo
previamente pasado por un tamiz de seda
o nylon.
Se puede improvisar un pulverizador a
fuelle, sencillo, con un atomizador nasal
o un frasco de desodorante con la abertura
agrandada para que la pulverización sea
más gruesa. Poner en el frasco una mezcla de aproximadamente 2 partes de mina
roja y 1 parte de azufre. Colocar en la
boca del frasco un trozo pequeño de tela
de seda o media de nylon sujetándolo con
una banda de goma. Las partículas de polvo se cargarán eléctricamente al pasar a
través de la pantalla formada por el tejido de media y se depositarán sobre el
extremo del cristal que las atraiga. El
polvo de mina roja se cargará positivamente depositándose sobre el extremo negativo del cristal, y el azufre con carga
negativa será atraído por su polo positivo.
La demostración es fácil de realizar y
sumamente espectacular.El mineral deberá
espolvorearse antes y después de haberlo
sometido a cambios de temperatura o
presión. Analizar con la clase el fenómeno
observado.
4.34 ¿Qué son los fosiles y cómo se han
formado?
Se denomina fósil a toda evidencia de
formas de vida que existieron en épocas
geológicas del pasado. La mayoría de los
fósiles se encuentran en los estratos de
las rocas sedimentarias. Las que se han
formado por enterramiento se descubren
por lo general al partirse la roca que los
contiene.
Cubrir una hoja con vaselina y colocarla sobre una placa de vidrio u otra superficie lisa. Preparar un molde circular de
204
aproximadamente 2 c m de profundidad y
colocarlo de manera que rodee la hoja.
Fijar el borde en su posición sobre el vidrio pegándolo con trocitos de arcilla para
modelar presionados contra su contorno
exterior. Luego, mezclar un poco de yeso
de París y verterlo sobre la hoja. U n a
vez que el yeso haya endurecido podrá
retirarse la hoja y se obtendrá una excelente impronta de la misma. Tal es el
origen de ciertos fósiles: han sido recubiertos por un fango arcilloso que posteriormente endureció 'transformándose en
roca sedimentaria. Repetir el experimento
empleando una valva de ostra o almeja,
engrasada para efectuar la impresión.
E n el caso de residir en un lugar donde
abundan los fósiles, resultará interesante
que los alumnos formen una colección para el museo de la escuela.
4.35 Dónde encontrar fósiles
E n algunas localidades los fósiles pueden
hallarse en las canteras o afloramientos
rocosos. Localizar en la población a alguien que entienda de fósiles y planear
una excursión con la clase para coleccionar algunos. Si no existen fósiles en el
lugar, todo dependerá de 1,aposibilidad de
que algún museo, nacional o provincial,
facilite ,algunos.El envío de una carta a
dichas instituciones podría ser útil.
Suelos
4.36 'Tipos de suelo
Obtener muestras de suelos de tantos lugares como sea posible y ponerlas en tarros de vidrio. Procurar conseguir suelos
de pantanos, laderas de colinas, bosques,
praderas, dunas, bancos de ríos y otros
lugares. D e esta manera se obtendrán
muestras de suelos arenosos, gredosos y
arcillosos, así como de suelos ricos en
materias en descomposición,o humus. Permitir que los alumnos estudien las muestras y observen las partículas de cada
una de ellas con un vidrio de aumento.
4.37 Formación de suelos por calentamiento de las rocas
Calentar fuertemente en el fuego algunas
piedras y luego verter agua sobre ellas.
205
Rocas y minerales
Frecuentemente las rocas se parten al calentarse o enfriarse. U n a de las vetas en
la formación de los suelos es la destrucción de las rocas originada por las diferencias de temperatura.
4.38 Formación de suelos por acción m e cánica sobre las rocas
Conseguir algunas piedras blandas, como
pizarras o calizas existentes en el lugar.
Llevarlas a la clase y hacer que los alumnos las trituren y muelan en pequeñas
partículas. Procurar que investiguen las
formas en que las rocas se rompen en la
naturaleza.
4.39 Influencia del suelo en el crecimiento
de los vegetales
Obtener muestras de suelos procedentes
de un jardín con flores y otros vegetales,
de un bosque, de algún lugar donde se
hayan realizado excavaciones para construir cimientos, de un lugar arenoso, de
un banco de arcilla, etc. Colocar dichas
muestras en macetas o tarros de vidrio.
Sembrar semillas en cada uno de los tipos
de suelo y regarlos con igual cantidad de
agua. Observar en qué tipos de suelo las
semillas germinan primero. Cuando las
plantas hayan comenzado a desarrollarse
observar en qué suelo crecen mejor. Llevar
un registro de la rapidez del crecimiento
en los distintos suelos.
4.40 -La nutrición procedente del suelo
El crecimiento rápido de las plantas indica su capacidad para extraer de las rocas las sustancias nutricias. Moler muestras de las siguientes rocas: cuarcita,
esquistos, basalto y caliza y colocar las
cuatro separadamente en pequeños vasos.
Plantar en cada uno de ellos semillas de
rábano, suministrándoles el agua necesaria y anotar la velocidad de crecimiento
de las plantas. Los alumnos determinarán
la composición química de las rocas, ya
sea consultando libros o mediante ensayos y explicarán L s diferencias observadas en el crecimíento de las pIantas.
4.41 Variabilidad de las partículas constituyentes del suelo
Tomar un recipiente de vidrio de aproximadamente 2 litros de capacidad. Poner
en el mismo varios puñados de determi-
4.42
nado tipo de suelo y llenarlo de agua,
agitando luego con cuidado. Dejar el recipiente en reposo durante varias horas.
Las dimensiones, esfericidad y densidad
de las partículas componentes del suelo
determinan el orden en que se producirá
su sedimentación. Las m á s grandes, angulosas y densas se depositarán primero
sobre el fondo. U n a vez depositadas las
distintas capas formadas en el recipiente
presentarán, de abajo hacia arriba, dimensiones, angulosidad y densidad en orden
decreciente. Examinar con una lupa una
pequeña muestra de cada una de las capas.
4.42 El suelo varía con la profundidad
Se puede construir un buen barreno para
suelos con una mecha para berbiquí soldada a un vástago de 'acero de alrededor
de 2 c m de diámetro y unos 50 c m de
longitud. U n a agarradera en cruz soldada
al vástago proporcionará un brazo de palanca suficiente para rotar el barreno
cuando se oerfora el suelo (ver la figura).
Se introducirá el barreno en el suelo
simplemente haciéndolo girar, extrayendo
a intervalos muestras del mismo procedentes de diversas profundidades, que quedarán adheridas a la mecha. Podrá confeccionarse un diagrama reticulado de un
área específica del terreno con la profundidad en que se obtuvieron las muestras, cuya comparación permitirá establecer las condiciones del subsuelo en dicha
zona. Después, astas podrán prepararse
para que sirvan como modelo o, simplemente, llevar un registro de las observaciones.
4.43
Rocas y minerales
4.43 ¿Contiene aire el suelo?
Poner cierta cantidad de una muestra de
suelo en un recipiente de vidrio o botella
y verter lentamente.agua sobre la misma.
Observar las burbujas de aire que se desprenden elevándose en el agua.
4.44 La fertilidad varía desde el subsuelo
a la superficie
Conseguir una muestra de la superficie de
un suelo fértil, como el de un jardín o vivero, y otra obtenida a una profundidad
de 50 c m aproximadamente. Poner ambas
muestras en macetas separadas y sembrar
semillas en ellas. Cuidar que la cantidad
de agua, temperatura y luz sea igual para
ambas. Comprobar qué tipo de suelo produce plantas m á s saludables.
Suelo y agua
4.45 El suelo puede contener agua
Poner un poco de tierra en una cápsula
delgada, de vidrio y calentarla lentamente
con llama baja. Invertir sobre la misma
un recipiente de vidrio. Se comprobará
que el agua se condensa sobre las paredes
frías del recipiente.
4.46 Comparación de la absorción de distintas muestras de suelos
Recoger varias muestras de suelos procedentes de distintas área;. Emplear latas
c o m o recipientes pesando previamente cada una de ellas. Poner en !as latas cantidades iguales de suelo y calentarlas en
un horno a una temperatura de 105"-120° C
hasta que se sequen. Comparar el peso
de cada muestra antes y después. Compararlos uno con otro. Comparar muestras
procedentes de lugares situados al abrigo
de la lluvia con otras expuestas a la
misma. Establecer una relación entre !a
absorción de dichas muestras y los datos
de la precipitación pluvial diaria. Por
ejemplo: ¿En qué medida una precipitación
de 25 m m afecta a la absorción del suelo
expuesto a la misma, comparado con el
de una muestra de suelo no expuesto?
4.47 ¿Suelos ácidos o básicos?
Tomar muestras de suelos de diversa procedencia. Ponerlas en recipientes peque-
206
ños, a razón de una cucharada sopera por
recipiente. Agregar a cada una igual cantidad de agua, suficiente para cubrir el
material. Dejarlas en reposo durante algunos minutos. Agitar bien los recipientes y
luego extraer el líquido. También pueden
filtrarse las muestras una vez asentadas.
Ensayar el líquido recogido con papel tornasol. El papel tornasol azul virará al rojo
al sumergirlo en soluciones ácidas y el
papel tornasol rojo tomará una coloración
azul bajo la acción de soluciones básicas.
Las soluciones neutras no producirán ningún efecto en ambos papeles. (Ver el experimento 2.44.)
4.48 El agua se eleva a distintas alturas
en diferentes tipos de suelos
Llenar.varios tubos de lámparas con suelos de distintos tipos hasta una altura de
unos 15 c m cerrando previamente sus
fondos con un trozo de género atado con
un cordel. Pueden emplearse muestras de
suelos arenosos, gredosos, de gmvas finas, arcillosos, etc. Luego, colocar los tubos en una cacerola con agua hasta una
altura de aproximadamente 3 cm. Observar en qué tipo de suelo el agua se eleva
por capilaridad con mayor rapidez. Para
este experimento pueden utilizarse también
pajitas para sorber refrescos, de plástico
transparente.
4.49 ¿Qué tipos de suelo retienen el agua
mejor?
Ahr trozos de género en la base de varios
tubos de lámpara y llenarlos hasta una
altura de 8 c m del borde superior con
distintos tipos de suelos. Utilizar arena,
arcilla, greda y suelo procedentes de zonas
boscosas. Colocar un plato debajo de cada
tubo para recoger el agua sobrante. Seguidamente verter en cada tubo cantidades medidas de agua hasta que ésta comience a escurrirse por debajo. Observar
en qué tipo de suelo se puede echar mayor
cantidad de agua antes de que ésta comience a escurrirse.
4.50 Las corrientes de agua modifican el
suelo
A. Después de una lluvia fuerte, hacer
que los alumnos recojan muestras del agua
207
Rocas y minerales
barrosa que corre, en recipientes de vidrio.
Dejarlas en reposo durante varias horas
hasta que se asiente el sedimento y puedan observarlo.
B. Construfr dos cubetas de la forma indicada en los dibujos. Masillar la5 juntas
para hacerlas estancas. El agua puede
recogerse en un balde o en un Jecipiente
de vidrio provisto de un embudo.
4.52
suelos y cubrir con césped una de ellas.
Regar como en el caso anterior y observar la erosión y el agua escurrida.
3. Llenar nuevamente ambas cubrztas y
dar mayor inclinaci6n a una de ellas.
Regar y observar como en los experimentos anteriores.
4.51 Las gotas de lluvia pueden afectar a
los suelos en forma distinta
Fijar por medio de broches una hoja de
papel blanco a un trozo de cartón. Colocarla sobre el piso cuidando que esté
bien horizontal. Rociar sobre la misma
agua coloreada por medio de un gotero
para remedios. Observar el tamaño y form a de las salpicaduras. Repetir la experiencia pero levantando uno de los extrem o s del cartón para que esté en posición
inclinada. Estudiar el efecto de las salpicaduras variando la altura del gotero, la
pendiente y el tamaño de las gotas.
Ensayar con diferentes combinaciones
de las variables. Puede llevarse un registro de los resultados empleando para cada
caso una hoja de papel limpia y agua con
diferente coloración.
4.52 Medidores de salpicadura
Procurar que los alumnos pinten de blanco varias reglas graduadas, para que el
barro de las salpicaduras pueda observarse fácilmente y distribuirlas en diversas
áreas, a la intemperie. Asegurarlas por
Cubetas para el estudio de la erosibn y
el escurrimiento
A rnasillar las juntas
B Clavar aquí una malla metálica
c caj6n o caja para embalar
D lata para regar
1
Lieiily una de las cubetas con suelo
no compacto y la otra con material
apisuiiado fuertemente. Inclinar a m bas ligeramente y empleando la lata
pgra re&ar verter sobre cada una igual
cgntiQad de agua. Observar cuái de los
dos tipos de suelo es erosionado más
fácilmente y las características del agua
esourri*.
2. Llenar ambas cubetas con materiai de
La regla medidora de salpicaduras debe
mantenerse en posición vertical
medio de un ladrillo y una banda de goma
para que se mantengan en posición vertical, como indica la ilustración. Después
de una tormenta pedir a los alumnos que
verifiquen hasta qué dture ha salpicado
4.52
Rocas y minerales
el barro en cada una de las reglas. Confeccionar un diagrama de la altura de las
salpicaduras de barro sobre diferentes reglas que hayan estado emplazadas en zonas cubiertas de césped, arenosas, en jardines y otros lugares a criterio del maestro.
¿Todas las lluvias producen igual efecto
en un lugar determinado? Los alumnos
repetirán la experiencia en el curso de
varias lluvias sucesivas o bien utilizando
una manguera y ensayando con diferentes
presiones del agua.
208
corrientes de agua. Estudiar con Ia clase
algún proyecto tendiente a remediar la
erosión y llevarlo a cabo.
4.54 Permeabilidad del suelo
Procurarse tres latas del mismo tamaño
y quitarles sus tapas y fondos. En el fondo
de cada una fijar una malla fina de cualquier material por medio de un alambre
atado alrededor del borde inferior de la
lata. Para impedir que a través de la malla
pasen algunas partículas finas de suelo
colocar por su parte interior un trazo de
papel de filtro.
4.53 Erosión y conservación
Recoger tres muestras de suelos -grueA. Realizar una excursión a un lugar don- so, medijano y fino- y calentarlas en un
de las corrientes de agua hayan ocasiona- hornillo a una temperatura de 105'-120" C
do daños excavando hondonadas. Los hasta que se sequen por completo. Poner
alumnos deberán observar los daños e igual cantidad de tierra en cada una de
idear procedimientos destinados a preve- las latas y disponerlas de manera que puenirlos: ¿Cuál ha sido su causa? ¿Cómo da verterse en cada una de ellas la misma
podrían haberse impedido? ¿Qué puede ha- cantidad de agua, que se recogerá por la
cerse aún?
parte inferior. Hacerlo, registrando en cada caso el tiempo empleado por el agua
B. E n el laboratorio, los alumnos, utilizanpara filtrarse totalmente. Comparar las
do el equipo, proyectarán la forma de imcantidades.de agua recogidas debajo de ISs
pedir la erosión. Especificamente: arando
latas.
las zonas adyacentes o construyendo terrazas. Deberán considerar también la ro- 4.55 Minerales en solución
tación de la siembra. Algunas de lmas me- L a presencia de minerales en solución se
didas proyectadas pueden ser del siguien- demuestra mejoi. mediante el cálculo. Los
te tipo:
alumnos podrán informarse en el servicio
1. Llenar las cubetas descriptas en el ex- de provisión de agua de la localidad acerca
perimento 4.50 B con suelo flojo e de la cantidad de sustancias en solución
inclinarlas aproximadamente al mismo por unidad de volumen de agua no tratada
ángulo. E n una de las cubetas trazar destinada al consumo. Con dicho dato
surcos con un palito en el sentido de calcularán el peso de las sustancias mila pendiente, y en la otra, hacerlo en nerales existentes en el volumen total del
sentido perpendicular a la misma. RO- agua consumida por la comunidad en el
ciar ambas con igual cantidad de agua 'curso de un año. La solución de la piedra
de los ácidos diluidos
y observar en cada caso los efectos caliza por la ~~cción
puede ilustrarse desmenuzando un trozo
de la erosión y el escurrimiento.
2. Llenar nuevamente con tierra suelta pequeño de ésta y cubriéndolo totalmente
ambas cubetas, c o m o en el caso ante- con .ácido clorhídrico diluido (4 partes en
rior, y regarlas hasta que el agua al 1 de ácido concentrado) y dejándolo en
correr forme hondonadas bien defini- reposo hasta que la piedra se disuelva.
das. Con piedras pequeñas o ramitas, Observar el residuo insoluble constituido
construir presas en las mismas a inter- generalmente por arcilla y cuarzo.
valos regulares. Hacer correr agua nue- 4.56 La acción de la capilaridad, disoluvamente y comprobar el efecto produción y deposición ejercida por el
cido por el represado.
agua subterránea
C. E n los patios de casi todas las escue- Preparar una mezcla de sal común y arelas existe algún lugar afectado por las na fina y seca, de manera que cubra el
209
Rocas y minerales
4.58
n
4.56 Acci6n de la capilaridad, disolución y
deposición
4.57 Acción de la filtración y capilaridad
fondo de un acuario pequeño hasta una
altura de 2 a 5 cm. Cubrir esta capa con
aproximadamente 5 c m de arena limpia
(sin sal). Insertar un tubo de vidrio provisto de un embudo y sostenido por un
soporte provisto de una grapa, en uno
de los lados del acuario (ver la figura).
Verificar que el mismo llegue hasta la capa
salada. E n el lado opuesto colocar, sostenida también por un soporte con grapa,
una lámpara que irradie calor sobre la
arena.
Verter 'agua en el embudo (puede golpearse el tubo ligeramente para que ésta
se deslice hacia abajo). Observar por el
costado del acuario el agua deslizándose
a través de la arena. Verter agua suficiente para humedecer una capa de unos
2 c m de espesor en el fondo del acuario.
Encender la lámgara y dejar que irradie calor durante varias horas. E n las
proximidades de la misma el agua se elevará a través de la arena por acción de
la capilaridad arrastrando consigo la SOlución salina. El calor provocará su evaporación y la sal se depositará en la 'superficie y sus proximidades. Comprobar si la
arena en las cercanías de la lámpara calorífica tiene sabor salado. E n la natura-
leza, el sol produce el mismo efecto que
la lámpara en este experimento.
4.57 Efecto de la filtración y capilaridad
del agua subterránea
Llenar dos tubos de vidrio de aproximadamente 2 c m de diámetro y 30 c m de largo,
hasta m á s o menos la mitad con arena fina
y seca. Fijarlos verticalmente mediante
soportes con grapas, con sus extremos
inferiores apoyados en una cubeta o acuario playa Verter agua por uno de los tubos. Esta se filtrará hacia abajo a través
de los poros de la arena, pasando a la cubera y por efecto de la capilaridad ascenderá parcialmente por el otro tubo.
4.58 Oxidación
La oxidación puede demostrarse poniendo
un ttrozo de lana de acero dentro de una
caja chica con arena limpia que se humedecerá diariamente. Observar los efectos
en la lana de acero y las manchas en la
arena. Los alumnos pulverizarán un trozo
pequeño de pirita y lo pondrán en un vidrio de reloj, humedeciéndolo diariamente.
Al cab8 de algunas semanas se observará
el desarrollo de una sustancia cristalina
de color blanco: el sulfato de hierro. L a
4.58
Rocas y minerales
oxidación de los minerales de hierro es
acompañada por un cambio en la coloración, hacia el amarillo, marrón y rojo, característico de los óxidos comunes e hidratados del hierro. (Ver los experimentos
2.42 y 2.318.)
4.59 U n efecto del agua congelada
Llenar de agua una botella y taparla bien.
Envolverla con un trozo de género para
impedir que se dispersen los trozos de
vidrio roto y ponerla dentro del compar,timientocongelador de una heladera. Después de 24 horas retirar la botella y examinarla. ¿Qué se comprueba? ¿Por qué se
ha rajado? ¿Qué ha originado la presión?
¿Por qué el hielo ejerció una fuerza? (Ver
el experimento 2.129.)
Actividades adicionales
4.60 Grietas en el barro
Recoger en cubetas para colección, muestras de distintos tipos de arcillas y lodos
finos. Llenar las mismas hasta sus tres
cuartas partes con el material recogido y
agregar agua suficiente hasta cubrirlo. Colocar las cubetas bajo la luz solar directa
y observar c ó m o se forman las grietas en
el barro. Comparar el número de grietas
formadas en las distintas cubetas. ¿Qué
ángulos forman en el momento de su aparición? ¿Son iguales dichos ángulos?
4.61 Horizontes del suelo
Los suelos maduros presentan habitualmente un perfil bien definido, formado por
tres capas horizontales principales designadas como A, B y C. Estas difieren en
color, textura y estructura y su espesor
es variable.
L a capa horizontal A es la superior.
Está desprovista de materiales solubles.
Generalmente este suelo superior es rico
en materia orgánica y en organismos propios del suelo. El horizonte B recibe el
nombre de subsuelo. En el mismo se acumula la arcilla extraída por levigación del
suelo superior. En él se encuentran minerales de hierro y es donde con mayor pro-
210
babilidad tiene lugar su oxidación. El suelo
c está formado por el material que dio
origen a los otros, erosionado y no consolidado.
Preparar modelos de los horizontes del
suelo de diversos lugares comparando las
profundidades de los horizontes A y B.
Esto se logrará mejor observando dichos
horizontes en cortes recientes de caminos
o en barrancas u hondonadas. Con la ayuda de una pala, practicar un corte vertical
que deje al descubierto las distintas capas.
Dejar que el material seque. Conseguir una
tabla u otra superficie sólida que pueda
servir de base y aplicarle cola en una de
sus caras; hecho esto, comprimir la misma
contra el corte efectuado de manera que
numerosas particulas de cada horizonte
queden adheridas a la tabla. Retirarla y
cubrir las partes de la misma que hayan
permanecido intactas con material extraído de la región del corte que corresponda.
Dejar secar el modelo. Comparar los diferentes perfiles distinguiendo las profundidades de los horizontes en cada modelo
así como su composición.
4.62 Efecto de las plantas sobre la erosión
A. Los alumnos efectuarán observaciones
en una zona cuyo suelo haya sido erosionado por carecer de cubierta vegetal. Expondrán lo que hayan comprobado así com o sus opiniones acerca de las causas
por las que dicha área presenta ese aspecto. ¿Cómo evitarían la denudación del
suelo originada por el viento o las corrientes de agua? ¿Pueden los alumnos demostrar sus afirmaciones?
B. Los alumnos sembrarán semillas de césped en una parcela de suelo arenoso de
una mesa para el estudio de la erosión
(instalada como en el experimento 4.50).
Cuando la hierba haya desarrollado una
red de raíces harán correr agua por la
misma. ¿Desempeñan las raíces algún papel en la fijación del suelo? Arrancar parte de la hierba crecida y pedir a los alumnos que modifiquen la cantidad de agua
suministrada a la mesa de erosión. ¿Cuáles
son los efectos de la erosión?
211
Astronomía y ciencias del espacio
4.63 Examen de las formas de vida existentes en el suelo
El suelo, aparte de su grado de acidez o
alcalinidad, puede constituir el medio de
desarrollo de diversas formas de vida animal. La calidad y cantidad de la vida animal y vegetal varían según Jos distintos
tipos de suelo. Lo importante es que estas
formas de vida constituyen frecuentemente un factor que afecta la formación de los
mismos.
Pedir a la clase que examine una extensión del suelo de un metro cuadrado tomando como nota los montículos producidos por las lombrices de tierra, los
hormigueros y otros indicios de vida animal. ¿Favorecen las lombrices la penetración en el suelo de una mayor cantidad
de aire? ¿En qué forma remueven el suelo? ¿Su ingestión de partículas de tierra
modifica la composición del suelo? ¿La
modifican sus deposiciones, o sus cuerpos,
después de muertas?
4.64 Depósitos eólicos
Conseguir tres latas grandes y chatas (p. e.
latas de pasteles). Llenar una con un litro
de arena húmeda, la segunda con arena
seca y la tercera con harina. Los alumnos
deberán colocarlas a una distancia de 7 m
4.65
de un ventilador eléctrico que proyecte
aire sobre las mismas. ¿Dónde es mayor
el efecto del viento? Mover cada una de
las latas aproximándolas al ventilador hasta observar un leve movimiento en el
montículo formado por el material. E n un
diagrama, indicar los tres materiales e m pleados y la distancia en la que se observó
el movimiento originado por el ‘viento’.
¿Cuál de ellos comienza a moverse a m e nor distancia? ¿Cuál a mayor? ¿Por qué?
¿Advierten los alumnos algo particular en
la forma en que el viento los hace volar?
El material más liviano es el que está m á s
alejado y el m á s pesado, el m á s próximo.
Muchas mezclas de partículas se separan
de esta manera. Explicar que este fenómeno se denomina separación o clasificación
y constituye un hecho frecuente en la naturaleza.
Empleando el ventilador y arena seca
los alumnos intentarán la formación de
dunas. ¿Pueden formar cualquier tipo de
montículo en la arena? ¿Cuál es el origen
de las dunas en la naturaleza? Si en las
cercanías existe una zona arenosa accesible, los alumnos pueden disfrutar estudiando este fenómeno al comprobar la transformación de las dunas en lomas, por la
acción del viento.
Astronomía y ciencias del espacio
La astronomía y el espacio son siempre
temas interesantes para los niños que estudian las ciencias. Son numerosas las
fuentes donde se explimcan en forma descriptiva los conceptos fundamentales de la
astronomía y en las cuales los niños sólo
pueden leer acerca de los mismos. En la
presente sección se sugieren numerosos
experimentos que capacitarán al maestro
para desarrollar algunos de dichos conceptos basándose en la observación y el experimento.
Para las experiencias descriptas no se
ha intentado un ordenamiento gradual. Se
sugiere más bien que los maestros seleccionen las que resulten más apropiadas de
acuerdo con el tema a ensefiar.
Instrumentos astronódcos
4.65 Un telescopio refractor sencillo
Para construir un telescopio sencillo deben conseguirse en primer Iugar dos tubos
de cartón que ajusten uno dentro del otro.
No se podrá construir un instrumento
de ‘calidad satisfactoria a nienos que se
disponga de *buenaslentes, condición esta
que pronto descubrieron los primeros experimentadores.
Un cuentahilos y también a veces una
lupa para fi1,ateliaposeen lentes acromáticas, es decir, corregidas de aberración
cromática. Dichas lentes, de una distancia
foca1 de 2 o 3 cm,montadas en un corcho
4.65
Astronomía y ciencias del espacio
perforado, proporcionarán un ocular adecuado.
Para obtener mejores resultados es igualmente importante que el objetivo sea también acromático. Si se dispone de una
lente de este tipo con una distancia foca1
de 25 a 30 cm, deberá colocarse en el tubo
de cartón de mayor diámetro fijando con
plastilina o adhesivo. Se requerirá un pequeño ajuste para centrar ambas lentes en
el mismo eje óptico. U n a vez logrado esto
y enfocado el instrumento deslizando el
tubo, se dispondrá de un telescopio superior al empleado por Galileo en todos sus
descubrimientos. (Véase también el experimento 2.219.)
Con este instrumento se observarán fácilmente los satélites de Júpiter, pero no
los anillos de Saturno.
212
vertical de madera también de ipclinación
variable. Montar dos lentes de foco corto
en dos corchos que se colocarán a su vez
dentro de un tubo corto, de los empleados
para envío de correspondencia, el que
hará las veces de ocular.
Fijar el ocular al soporte vertical, de m a dera, y efectuar los' ajustes necesarios
(observar la figura 4.66B).
4.66B Diagrama de la trayectoria
de los rayos
4.66 Telescopio reflector simple
Se puede construir un telescopio reflector
simple, utilizando un espejo cóncavo -uno
de afeitar, por ejemplo- que se montará
en una caja de madera de tal m o d o que
pueda inclinarse a diferentes ángulos (ver
la figura 4.66 A). Fijar a la caja un soporte
4.66A U n telescopio reflector simple
A tubo para correspondencia provisto de
lentes
B soporte vertical
c espejo
D caja
E pivote
4.67 U n sencillo teodolito o astrolabio
Un teodolito o astrolabio simples se pueden construir fijando una pajita de las
usadas para beber refrescos a la línea
base de un transportador, mediante cera o
cola.
U n a plomada suspendida de la cabeza
de un tornillo indicará si el soporte utilizado está en posición vertical y servirá
también para medir la altura de una estrella u otro objeto que se observe a través
de la pajita.
Se puede construir un modelo más perfeccionado que permita determinar la altura y el rumbo de una estrellma fijando
el soporte vertical a una tabla que haga
las veces de base, mediante un tornillo
y dos arandelas, en forma tal que rote
libremente. Un trozo de hojalata fijado al
soporte indicará el ángulo en la escala
horizontal (ver la figura). Muchos de los
descubrimientos primitivos se realizaron
con instrumentos rudimentarios como éste.
Astronomía y ciencias del espacio
213
4.69
La placa se orientaA en tal forma que
el gnomon (es decir, la aguja) apunte hacia el polo celeste y su sombra a mediodía coincida con la cifra XII.La sombra
coincidirá entonces a la hora correcta con
las. restantes graduaciones.
(La placa deberá graduarse en ambas
caras, dado que al variar la declinación
del Sol la sombra del gnomon pasará de
uno a otro cuadrante.)
Cuadrantes solares
4.68 Cuadrantes solares para demostraciones
A. Se puede explicar en forma sencilla
el principio del cuadrante solar clavando
verticalmente en el suelo una varilla, asegurándose previamente de que no vaya a
quedar a la sombra, en ningún momento.
Con intervalos de una hora se marcará
sobre el suelo la posición de la sombra
proyectada por el extremo de la varilla
(ver la figura). (Ver también el expsrimento 4.89 B.)
4.69 Un cuadrante solar para la casa
La base se construirá con un trozo rectangular, bien plano, de madera, metal o
poliestireno. El gnomon ABC es un trozo
triangular de metal delgado o chapa plástica, cuyo ángulo ABC será igual a la latitud del lugar, en que se instalará el cuadrante, y el ángulo ACB será de 90" (ver
9
la figura).
I<
/,"
,k
.%o
Demostración del principio.
del cuadrante solar (la
figura ha sido trazada para
el hemisferio sur)
'LA
B. El 'cuadrante solar más simple puede
hacerse con una chapa circular de metal
dividida en 24 arcos iguales. Por el centro
/
U n cuadrante solar simple
de la chapa se pasará una aguja de tejer
de acero de m o d o que atraviese perpendicularmente el plano de aquélla (ver la
figura).
casa (figura trazada para el hemisferio norte)
La base deberá ser horizontal (verificarla con un nivel de burbuja) y su línea
.central deberá coincidir exactamente con
la línea norte-sur,es decir, con el meridiano, el gnomon se emplazará verticalmente
de manera que su hipotenusa apunte hacia
la estrella polar en el hemisferio norte o
hacia el polo sur celeste en el hemisferio
austral.
Si sólo se desean resultados aproximados
pueden efectuarse las marcaciones horarias señalando la posición de la sombra
del gnomon con intervalos de una hora
empleando un reloj que indique la hora
media local. Se obtendrán resultados más
. precisos si la graduación del cuadrante
se efectúa el 15 de abril, 15 de junio, lV
4.69
de setiembre o 24 de diciembre, fechas
en las que no existen diferencias entre la
hora que indica el reloj y la que marra
el cuadrante solar. Si aquéllas se efectúan
en distintas fechas podrán darse errores
de hasta 16 minutos.
Nota: Si se requieren marcaciones horarias precisas podrán obtenerse calculando
los ángulos que las mismas forman con
BC mediante las siguientes fórmulas:
tan
tan
tan
tan
tan
tan
214
Astronomía y ciencias del espacio
= tan sen lat.
I
x
I
x = tan 30" sen lat.
/
2
"\
15"
= tan 45" sen lat.
= tan 60" sen lat.
E = tan 75" sen lat.
VI BC = tan 90" sen lat.
previamente determinado. Finalmente rectificar la inclinación del eje con respecto
al horizonte hasta que nuestra localidad
quede situada en el mismo vértice del globo. Cumplidos estos tres pasos el círculo
meridiano (que pasa por ambos polos del
globo) coincidirá con el plano vertical
norte-sur y una linea trazada desde el
centro del globo al cenit atravesará el
mapa por nuestra localidad (ver figura).
ID
111 BC
1
s
I
C o m o las marcaciones son simétricas hacia ambos lados de la línea central XY,
no es necesario calcular otros ángulos.
N.B. Si la base del cuadrante se instala
en posición vertical, el ángulo entre el gnom o n y la base debe ser igual a 90" menos
la latitud del lugar.
4.70 U n cuadrante solar esférico
A. Con un globo terráqueo se puede improvisar un cuadrante solar que indique
E punto subsolar
F lugar de observalas estaciones del año, las zonas en las 4.7OA Cuadrante solar
universal
ción
que tiene lugar el crepcisculo matutino y
A cfrculo ártico
o linea de salida del
vespertino y la hora del día en todo el
B trópico de Cáncer
Sol
hemisferio iluminado por el sol.
c Sol en ei meri- H línea de puesta del
Sol
diano local
Las regias para orientar el globo son
D cenit local
J Sol de medianoche
simples y fáciles de seguir. Este debe orienAhora, fijemos el globo en esta positarse de manera que quede fijo, como una
réplica exacta de la Tierra en el espacio, ción y dejemos que la rotación de la Tiecon 5u eje polar paralelo al terrestre y rra haga el resto. Para ello, se requiere
con nuestra ciudad (o estado) situada paciencia, pues la ansiedad por comprobar
exactamente 'en la cúspide del mundo'. todo cuanto el globo puede indicarnos
Primeramente se hará girar el globo hori- podria tentarnos a hacerlo girar con una
zontalmente hasta que su eje coincida velocidad mayor que la de la rotqción tecon el meridiano del lugar y esté situado rrestre, pero transcurrirá un ano antes de
en el plano verti,cal que pasa por el norte que el Sol complete su relación y coy sur verdaderos. Dicho plano puede de- mience de nuevo a repetir su historia.
Al observar el globo correctamente
terminarse observando la sombra proyectada por un objeto vertical a mediodia o orientado -'corregido' e inmóvil- se ve.
mediante la observación de la estrella po- rá, por supuesto, la mitad del mismo ilular en una noche-despejada o también con minada por el Sol y la otra mitad en la
una brújula, si se conoce su variación local. sombra; corresponden a los hemisferios
Hecho esto, se hará girar el globo alrede- de la tierra que en ese instante están iludor de su eje hasta que el punto del para- minados por la luz solar o en la oscurilelo de longitud, en el que está situada dad. U n a hora m á s tarde el circulo que
nuestra casa coincida con el meridiano separa la luz de la sombra se habrá despia-
215
Astronomia y ciencias del espacio
zado hacia el oeste y su intersección con
el ecuador se habrá corrido 15" en dicha
dirección. En el perímetro del círculo situado al oeste de nosotros el Sol está saliendo y en el lado este del mismo se está
poniendo. Sobre el ecuador se pueden contar las horas que median entre el meridiano del lugar de observación y la línea de
puesta del Sol y estimar en forma aproximada cuántas horas de sol restan en el
día, o bien, observar una región situada
al oeste de nosotros y verificar cuándo
saldrá el Sol en ella. Observando el globo
día tras día,se irá percibiendo el lento desplazamiento del círculo hacia el norte o el
sur de acuerdo con la época del año (ver
también el experimento 4.98).
B. No es fácil apreciar que los rayos solares inciden paralelamente sobre la Tierra.
Al respecto se sugiere un experimento
simple. En una mañana de sol brillante,
tomar un trozo de caño o un tubo de
cartón y dirigirlo hacia el Sol de manera
que proyecte una pequeña sombra en form a anular. Precaución: No observar hacia
el Sol a través del tubo porque los rayos
solares directos pueden destruir la retina
del ojo. Si en ese mismo instante un observador situado a 120" al este de nosotros
-un tercio de la circunferencia de la
Tierra- realizara el mismo experimento
tendría que dirigir su tubo hacia el oeste,
hacia el Sol de la tarde. Sin embargo, su
tubo y el nuestro serían prácticamente
paralelos con un error inferior a una fracción m u y pequeña de grado. Si apuntáramos nuestro tubo hacia el Sol en la tarde
y otro observador situado lejos hacia el
oeste hiciera simultáneamente lo mismo
(para él la observación tendría lugar en
la mañana) igualmente, su tubo y el nuestro serían paralelos. Este experimento ayudará a explicar por qué los globos correctamente orientados se observan iluminados
de la misma forma en cualquier lugar de
la Tierra que esté bajo la luz solar.
C. Por medio del cuadrante solar esférico
es fácil determinar con exactitud cuántas
horas de luz solar habrá en una latitud
dada, incluyendo la nuestra, en un día
determinado. Bastará con contar el número de divisiones de 15" de longitud com-
4.71
prendidas por el círculo a la latitud correspondiente. Así, en la latitud de 40"
norte, en verano el circulo puede cubrir
225" en longitud a lo largo del paralelo
de 40,lo que equivale a 15 divisiones o
sea 15 horas de luz solar. En invierno el
círculo alcanza a cubrir sólo 135",es decir,
nueve divisiones, o nueve horas. Cuando
el circulo de iluminación comprende a uno
de los polos y un poco más, éste tendrá
24 horas de luz solar en el día y el polo
opuesto estará sumido en la oscuridad.
Familiarizándonos con las estrellas y
planetas
4.71 Identificación de las constelaciones
principales y trazado de un mapa
estelar
Es ésta una tarea adecuada para realizar
en casa y se efectuará mejor en épocas
próximas al novilunio, cuando la luz lunar
no dificulta la observación de las estrellas.
Es conveniente llevár 'a1exterior un trozo
de papel de estraza en el que se habrá
marcado mediante perforaciones hechas
con alfiler, la forma.de algunas constelaciones. Suspendiendo el papel contra un
fondo luminoso, éstas se harán visibles y
podrán girarse hasta identificar una configuración estelar similar. Esta operación
es particularmente simple en el hemisferio
norte, en cuyo centro se halla la estrella
polar muy próxima al polo celeste norte
(ver el dibujo de abajo a la izquierda).
En el hemisferio austral será más fácil
comenzar con la Cruz del Sur, formada por
cuatro estrellas, tres de las cuales son
m u y brillantes. Puede verse en la figura
de abajo, a la derecha,en la que se indica
también cómo localizar en forma aproximada el polo sur celeste (ver también el
experimento 4.78).
Luego de haber identificado de esta
manera varias constelaciones resultará instructivo confeccionar un mapa al comienzo del crepúsculo y otro antes de retirarnos a descansar. Nuestro planeta, la Tierra, rota alrededor de su eje de oeste a
este al par que cumple su revolución alrededor del Sol, que es nuestra estrella personal. El Sol es sólo una entre los 100.000
millones de estrellas que integran nuestra
Astronomía y ciencias del espacio
4.71
216
Hemisferio norte
e
*
OSA MAYOñ
+
:ASSIOPEIA
OSA MENOR
Fecha. . .
B
Hora
galaxia, denominada galaxia de ‘La Vía
Láctea’, que a su vez es sólo una entre
por lo menos mil millones de galaxias. La
estrella de nuestra galaxia m á s próxima
al Sol se halla a una distancia de 43 millones de millones de kilómetros. Estas
cifras dan idea de cuán vasto es el espacio.
E n el hemisferio norte hay una estrella
alrededor de la cual parecen girar todas
las demás. Es la llamada Polaris, Estrella
Polar o Estrella del Norte. ¿Por qué razón
designamos frecuentemente a Polaris con
estos nombres?
Qhenes viven al sur del ecuador comprobarán que allí también las estrellas parecen rotar alrededor de un punto fijo
del cielo, aunque en el mismo, al parecer,
no existe ninguna estrella.
Las estrellas, aparentemente efectúan
una revolución completa cada 24 horas y
además, otra una vez por año. Este fenómeno explica por qué las distintas constelaciones (grupos de estrellas) no se observan en la misma posición en diferentes
horas de la noche ni en distintas épocas
del año. (La determinación de la posición
de una estrella en la esfera celeste se
explica en el experimento 4.74.)
4.72 Localización de algunas constelaciones
desde el norte del ecuador
Para quienes viven al norte del ecuador,
la estrella polar es realmente la clave para
localizar constelaciones e identificar estre-
llas aisladas. Las notas que siguen facilitarán la identificación de algunas. La m á s
fácil de percibir es la Osa Mayor, también
llamada ‘el cucharón grande’ o ‘el arado’.
El Gran Cucharón sirve de guía para identificar las constelaciones y es m u y útil
para localizar la estrella polar.
U n a vez determinada la posición dei
Gran Cucharón se observarán las dos estrellas que forman la parte anterior del
cazo, la prolongación de la recta que pasa
por ambas conducirá a la Estrella de Norte o Polar (Polaris). U n a vez localizada
la estrella polar fácilmente se podrán identificar otras constelaciones.
E n realidad, en el cielo hay dos ‘cucharones’ conocidos bajo la denominación de
‘las dos Osas’ porque para los observadores de la antigüedad su contorno se asemejaba a la figura de dichos animales.
Existe una Osa Mayor ( U n a Major o Gran
Cucharón) y una.Osa Menor (Ursa Minor
o Cucharón pequeño).
Localizada la Estrella del Norte o Polar
con la ayuda del Gran Cucharón, se podrá
encontrar siempre al Pequeño porque la
Estrella Polar es la última de las que form a n su mango. El Cuchar6.n Pequeiio parece siempre verter su contenido en el
Grande.
A continuación se buscará a Pegasus,
el mitológico caballo alado. E n la figura
4.72 A, correspondiente la octubre, se puede observar que .las cuatro estrellas de
217
4.73
Astronomia y ciencias del espacio
Pegasus forman un cuadrilátero. La estrella del nordeste también pertenece a Andrómeda. Pegasus se localiza prolongando
la línea recta que pasa por las dos estrellas
que forman el lado anterior del cazo del
Gran Cucharón y que pasa también por
la Estrella Polar hasta m á s allá de ésta.
Buscaremos ahdra la constelación de
Cassiopeia, fácil de hallar, pues está situada del otro lado de la Estrella Polar, opuesta al Cucharón Grande. Tiene la forma de
una W y frecuentemente se la designa
como ksl trono de Cassiopeia’.
Otra constelación familiar y fácilmente
reconocible es Orión o ‘el gran cazador’.
Forman parte del mismo tres estrellas brillantes, alineadas, conocidas como el ‘cinturón’, debajo de las cuales hay otras tres
m á s débiles designadas como ‘la espada de
Orión’. (Ver la figura 4.72 B.)
4.73 Localización de algunas constelaciones desde el sur del ecuador
La constelación clave m á s notable es la
Cruz del Sur (Crux), que a comienzos de
diciembre SL observará baja sobre el horizonte sur hacia medianoche. U n a vez identificada la Cruz del Sur se podrán localizar
fácilmente dos estrellas brillantes de Centaurus llamadas también los ‘punteros de
la Cruz’. La más alejada de la Cruz del
Sur se encuE:ilra r;gy próxima a la Tierra,
en unidades astronómicas de distancia. La
luz emplea m á s de cuatro años para recorrer la distancia desde dicha estrella a
la Tierra a pesar de hacerlo a la enorme
velocidad de 300.000 Etm/s.Los astrónom o s exprcsan las grandes distancias en
funcih del tiempo que la luz emplea en
recorrerlas. Afirman que en este caso particular, la estrella se encuentra a m á s de
culi:ro años-luz.
Desde la Cruz del Sur se puede seguir
el curso de la Vía Láctea hacia el norte
%
ron
4.72B Localización de Orión en el cielo
de febrero
\,f
ORION
\
.
\
\,,
\
\
\
\
\
\
\
\
\
\
\
\,
Puntero
\
\
\
\
\
\
\
\\
Polar
u
l‘,
muntero
Puntero
‘
~
\
4.72A Localización de constelaciones
A
G R A N CUCHARON
(Osa Mayor)
?/’
,’G R A N
desde el norte del ecuador en
el cielo de octubre. El mapa
deberá sostenerse por encima
de la cabeza con su cara hatia abajo.
GN PHE Q A
U E NR0 COU C HNA R O N
4.73
Astronomía y ciencias del espacio
y hallar a Canis Major o el Can Mayor.
Esta constelación reviste particular interés porque a ella pertenece Sirius, llamada
también la Estrella Perro, la más brillante
de las estrellas. Tan sólo unas pocas se
encuentran más próximas a nosotros que
Sirius, que dista 8,5 años-luz.
218
con la Tierra, denominada esfera celeste.
La Estrella Polar, cuya posición coincide
aproximadamente con la del polo norte de
dicha esfera, se encuentra casi directamente sobre el polo norte terrestre, y el ecuador terrestre circunda la esfera celeste
exactamente por encima del ecuador de la
Tierra.
*...
U n punto de la superficie terrestre puede localizarse por su latitud y longitud.
La longitud se denomina a veces meridiano y es la línea que une los polos terrestres
norte y sur pasando por el punto en cuestión; por ejemplo: la longitud O" o meridiano de Greenwich pasa por el polo norte, por una localidad de Ing!aterra llamada
Greenwich y por el polo sur. D e igual m a nera la posición de una estrella sobre la
esfera celeste se determina mediante su
declinación (que corresponde a la latitud
y se mide hacia el norte y el sur a partir
del ecuador celeste), y su ascensión recta
(que corresponde a la longitud).
b
El punto de la esfera celeste situado
exactamente sobre la cabeza de un observador en la Tierra, se llama cenit de dicho
observador. Así, la Estrella Polar se hallará en el cenit de un observador situado
en el polo norte terrestre y aproximadamente a mediodía del 15 de m a y o el
Sol se encontrará en el cenit de un observador en un lugar que se encuentre a
20" N de latitud.
El mapa de las estrellas adherido a la
contratapa posterior de este libro representa la zona de la esfera celeste visible
CENTAURUS
S
para un observador situado en el ecuador
terrestre. Comprende desde 35" N hasta
4.73 Identificación de constelaciones desde el 30" S y, por lo tanto, no presenta la desur del ecuador en el cielo de diciembre. formación que habitualmente se observa
El mapa deberá sostenerse por encima en las constelaciones comprendidas entre
de la cabeza con su cara hacia abajo.
dichas declinaciones, en los mapas estelares para latitudes boreales o australes. Esta
No lejos de Canis Major se encuentra particularidad hace a dicha carta especialOrión, también visible desde el norte del mente interesante para quienes viven en
ecuador.
los trópicos, donde las condiciones climáticas frecuentemente limitan las observa4.74 Localizacidn de algunas constelacio- ciones a una zona comprendida dentro de
nes situadas entre los trópicos (y los 45' del cenit. El cinturón de Orión,
posiciones subsolares)
cuando es visible, proporciona una indicaA los efectos de su identificación las es- ción aproximada de la dirección este-oeste,
trellas pueden imaginarse como situadas y la línea que une los puntos medios de
en el interior de una esfera concéntrica los lados m á s cortos del cuadrilátero de
219
Astronomía y ciencias del espacio
Orión suministra una guía Qtil de la dirección norte-sur.
Las distancias están expresadas en grados y el ecuador está dividido aproximadamente en meses. Cada fecha indica la
posición de la carta a medianoche para un
observador situado en el ecuador. Para
otros lugares, el cenit, a medianoche está
indicado por la intersección del paralelo
de la latitud del observador con el meridiano que corta el ecuador en una fecha
determinada; por ejemplo: Rige1 5e halla
en el cenit a medianoche el 7 de diciembre
en los lugares situados a lo largo de la
latitud de 8" S.
Las estrellas visibles en el meridiano del
observador a las 11 horas p.m. en una
noche cualquiera se observan en dicho meridiano a medianoche quince días antes;
así, Betelgeuse que a medianoche del 17
de diciembre se encontraba aproximadamente en el cenit, estará en dicha posición
a las 11 horas quince días después, es decir, el lP de enero.
La curva trazada en guiones gruesos
permite al observador determinar en forma
aproximada la latitud en la que el Sol se
hallará directamente sobre su cabeza a
mediodia en una fecha dada, observando
la intersección de dicha curva con los paralelos de latitud; por ejemplo: en los
lugares situados a 20" S de latitud, el sol
se hallará sobre la cabeza del observador
el 25 de enero.
Nota: La curva para determinar la posición del Sol cada día no debe confundirse
con la eclíptica, que es su simétrica. Esto
explica el error aparente de doce horas
en las ascensiones rectas de las estrellas
tal como están representadas.
4.75 La rotación diurna aparente del cielo
Los materiales que se requieren son: un
m a p a esteIar, una plomada (hilo y peso),
papel, lápiz y un reloj.
A. Elegir un lugar desde donde se diaponga de una visibilidad despejada del cielo
boreal (o austral, si estamos al sur del
ecuador), desde donde se observen las
regiones próximas al horizonte. Localizar
lo más exactamente posible el polo celeste
y suspender la plomada de modo que la
4.75
proyección del hilo observada desde un
punto determinado parezca pasar por el
polo (o por la Estrella Polar si el observador se encuentra al norte del ecuador).
Observar atentamente la posición de la
proyección del extremo inferior de la plomada con respecto a las estrellas. Trazar
una línea sobre el mapa estelar que indique la posición del hilo de la plomada y
anotar la hora redondeándola al minuto
m á s próximo. Dos o tres horas m á s tarde
repetir la observación, trazando una nueva línea en la carta y tomando nota de la
hora y la fecha según el calendario. ¿En
qué sentido parece rotar el cielo? ¿En el
de las agujas del reloj o en el opuesto?
Relacionar lo observado con la rotación
de la Tierra. Si se observó hacia el norte
(o hacia el sur), ¿cómo parecía rotar la
Tierra?, ¿como las agujas del reloj o en
sentido opuesto?
Medir con un transportador el ángulo
formado por ambas líneas. ¿Cuántos grados mide? Calcular de cuántos grados por
hora es la variación, y con este dato determinar el tiempo requerido para una revolución completa (360"). ¿Qué conclusión
puede extraerse de dicho resultado? ¿Qué
grado de precisión le atribuye a éste? Esta
observación puede complementarse con la
fotografía de trazos estelares (ver también el experimento 4.90).
B. Situarse en un lugar que posteriormente se pueda identificar con exactitud. Si
se observa desde el hemisferio norte, localizar algunas constelaciones importantes del cieIo austral, como por ejemplo
Orión y hacer un esquema de su posición
relativa con respecto a algunos accidentes
importantes del terreno (edificios, árboles,
etc.). Si se observa desde el hemisferio
sur, identificar alguna constelación del cielo boreal. Verificar la hora. Dos o tres
horas m á s tarde observar nuevamente desde el mismo lugar la constelación elegida,
trazar un esquema de su posición y tomar
nota de la hora: ¿Concuerda la diferencia
en la posición de dicha constelacidn con
la variación observada anteriormente en
A? ¿Difiere el período correspondiente a
una revolución completa, del calculado anteriormente?
4.75
Astronomía y ciencias del esmcio
C. Observar una constelación cuando se
encuentra a poca altura, en el cielo hacia
el este y repetir la observación dos horas
m á s tarde. Explicar los cambios que se
observen.
D. Observar una constelación cuando se
halle a una altura intermedia en el cielo
occidental y volverla a observar dos horas
después. Describir el cambio de posición
observado.
4.76 Construcción de un ‘constelario’
El constelario es un dispositivo sencillo
empleado en la enseñanza de la configuración de las diversas constelaciones.
A. Conseguir una caja de cartón o madera
y quitarle uno de sus extremos. Dibujar
la forma de diversas constelaciones en
trozos de cartón oscuro de dimensiones
suficientes como. para cubrir el extremo
faltante de la caja. Sobre los esquemas
de las constelaciones perforar agujeros
que indiquen la posición de las estrellas.
Poner una lámpara eléctrica en el interior
de la caja; cuando se encienda ésta y se
pongan los distintos cartones en el extremo
abierto de la caja, se podrán ver claramente las constelaciones.
Otro procedimiento consiste en el e m pleo de varias latas en cuyo interior pueda
instalarse una lámpara eléctrica. E n el
fondo de dichas latas se perforarán los
agujeros que representan las estrellas de
220
las distintas constelaciones. U n a vez colocada y encendida la lámpara en. el interior de una lata, la luz al pasar a través
de los orificios permitirá visualizar la form a de cada constelación. Las latas pueden
pintarse para protegerlas del óxido y poder conservarlas de un año a otro.
B. C o m o ’la parte interior de un paraguas
se asemeja a la superficie interna de una
esfera Se puede transformar en un constelario que servirá para ilustrar las diversas regiones del cielo y su movimiento.
Bastará con un paraguas viejo de dimensiones adecuadas.
E*l hemisferio norte: Marcar con tiza en
el interior del paraguas,al lado del centro,
la Estrella del Norte o Polaris.Con la ayuda
de un mapa estelar marcar mediante cruces las posiciones de las estrellas de varias
constelaciones. U n a vez completadas las
constelaciones polares se puede pegar encima de las cruces estrellas blancas confeccionadas con etiquetas engomadas. Seguidamente se trazarán las líneas punteadas que unen a las estrellas de cada constelación empleando pintura blanca o tiza.
Haciendo girar el mango del paraguas
en sentido contrario al de las agujas del
reloj se observará cómo las estrellas describen una trayectoria circular en torno
de la estrella polar.
E2 hemisferio sur: En el sur del ecuador,
el paraguas deberá apuntar hacia el polo
m
CASSlOPElA
4.76B ‘Constelario’ para el hemisferio norte
improvisado con un paraguas.
221
4.78
Astronomía y ciencias del espacio
.
Alpha Centauri
Beta Centauri
SUR
4.76B ‘Constelario’para el hemisferio sur, hecho con un paraguas
sur celeste y deberá rotarse en el sentido
de las manecillas del reloj. C o m o en el
hemisferio norte, las estrellas saldrán, por
el este y se pondrán por el oeste. En los
dibujos se pueden ver‘algunas de las constelaciones y estrellas más importantes
marcadas en el paraguas.
4.77 Movimiento del cielo en el curso de
las estaciones
A medida que la tierra se mueve en su
órbita alrededor del Sol, las constelaciones parecen desplazarse a través del cielo.
Para observar este movimiento se requiere
un mapa estelar y una. plomada.
Las observaciones a realizar son las
mismas descriptas en 4.75 con la excepción
de que se debe hacer una sola serie de
observaciones tomando nota de la hora.
Po: lo menos-un mes más tarde se repetirán las mismas exactamente y en la m e dida de lo posible, aproximadamente a la
misma hora. Al comparar las dos series de
Observaciones efectuadas a la misma hora:
¿Qué desplazamiento en la posición se
observa en el curso de un mes -o más-?
¿Cuál será la variación en un año si el
movimiento prosigue al mismo ritmo? Si
tenemos en cuenta que para determinar
la hora observamos al Sol ¿qué significa
la variación constatada? En cierta época
del año, por ejemplo, Orión es completamente invisible. ¿Por qué? Responder a
estas preguntas aplicándolas a la Osa M a yor y a la Estrella Polar, cuando el observador se encuentre al norte del ecuador.
Si está al sur del mismo ¿qué ocurre con
la Cruz del Sur?‘
4.78 Las estrellas como indicadoras de la
hora y la fecha
C o m o las estrellas efectúan una revolución aparente completa en 24 horas, pueden resultar útiles para medir el tiempo,
por lo menos durante las horas de oscuridad cuando son visibles. C o m o además
ejecutan una revolución completa en un
año también pueden emplearse c o m o indicadoras de la época del año. Es decir, que,
4.78
Astronomía y ciencias del espacio
no s6io disponemos de un reloj estelar,
sino también de un calendario estelar.
A. Ef calendario esteiar. Las fechas indicadas en el contorno del mapa correspondiente al hemisferio norte señalan la re-
222
gidn del cielo que se encuentra exactamente al norte a medianoche, y las del
hemisferio sur, la que se encuentra al sur
a dicha hora, Sabiendo esto, se puede fácilmente rotar el mapa estelar hasta que
Cartas estelares de los hemisferios norte y sur.
223
Astronomía y ciencias del espacio
coincida con lo que.se observa en el cielo.
Si el observador se encuentra al norte del
ecuador y tiene que hacer girar el mapa
15" en el sentido de las agujas del reloj,
a partir de la posición correspondiente a
4.78
medianoche, la hora será la 1 a.m. Si debe
rotarlo 30" en sentido contrario al de las
agujas del reloj, serán las 10 horas p.m.
E n el sur del ecuador, la rotación es en
sentido contrario, dado que el observador
4.78
Astronomía y 'ciencias del espacio
se encuenkra mirando al sur. Si debe girar
el mapa 15" en el sentido de las agujas
del reloj a partir de la posición correspondiente a medianoche, significará que
son las 1.1 horas p.m.Las horas así deter-
224
minadas son solares y pueden diferir de
la hora local adoptada.
B. El reloj estelar. A continuación se reproducen juegos separados de diagramas
4.78 A. Reloj estelar para el hemisferio norte
225
Astronomía y ciencias del espacio
para 10s hemisferios norte y sur: un reloj
para cada mes.
Las posiciones de la manecilla del reloj
corresponden a la fecha central de cada
m e s a las nueve horas en punto. ¿Puede
completar dichas posiciones para las nue-
4.78
ve en punto de mayo, agosto y noviembre
y para la medianoche de junio, setiembre
y diciembre? E n el hemisferio sur deberá
localizarse en forma aproximada el polo
sur celeste (ver el experimento 4.71).
5. Para el hemisferio sur
Astronomía y cierncias del espacio
4.79
4.79 U n modelo de sistema solar
Los conceptos referentes al tamaño relativo y distancias de los planetas al Sol
pueden ilustrarse haciendo que los alumnos construyan un modelo del sistema solar. Esto puede realizarse: (a) empleando
bolas de diversos tamaños que representen
al Sol y los planetas; (b) haciendo que los
alumnos confeccionen modelos de arcilla
o plastilina, empleando plantil!as de perspex, o (c) simplemente recortando círculos de cartón del tamaño adecuado. Estos
pueden disponerse sobre una pared o en
el piso o bien en el pizarrón donde podrán
dibujarse con tiza las órbitas. La tabla
que se reproduce u contimación proporciona los datos necesarios para la construcción de un modelo aproximado. Las
cifras entre paréntesis expresan la escala
de distancias tomando como unidades la
distancia media de la Tierra al Sol y el
diámetro terrestre.
226
recipiente. Hacer rotar suavemente éste
provocando la revolución de los ‘planetas’
formados por las gotas de aceite.
C o m o el alcohol es menos denso que el
agua, flota sobre la misma. El aceite se
hunde en el alcohol pero flota en el agua.
E n este estado ‘libre’,el aceite forma esferas que permanecen en suspensión en la
zona de contacto entre el alcohol y el
agua.
Observaci6n de fenómenos celestes
4.82 Observación de las fases lunares
Durante el curso de una lunación, o mes
lunar, los alumnos efectuarán, noche tras
noche observaciones y dibujos de la Luna,
comenzando en el novilunio y prosiguiendo en el transcurso de las cuatro fases.
4.83 Determinación de la relación existente entre las fases de la Luna y su
posición
aparente en el cielo
__Distancia media
Todas
las
observaciones
que comprenden
Astro
al Sol (en millones
Didmetro (Km)
de Km)
esta serie se efectuarán en un intervalo
de dos semanas o más. Comenzarán aproxiSol
1.400.000 (1 10)
madamente una hora después de la puesta
4.800 (0,4)
Mercurio
58 ( 0 4
del Sol, observándose en todas las noches
Venus
12.000 (1,O)
108 (0,7)
despejadas a la misma hora y siempre des13.000 (1,O)
Tierra
150 (1,O)
de el mismo lugar. Las observaciones se
6.800 (0,5)
Marte
228 (1,5)
iniciarán en la fecha en que la Luna en
Júpiter
140.000 (1 1,2)
778 (5,2)
creciente es apenas visible al atardecer,
120.000 (9,5)
Saturno 1.420 (9,5)
dos o tres días después del novilunio, para
50.000 (3,7)
Urano
2.870 (19,2)
lo cual será necesario consultar un alma53.000 (4,l)
Neptuno 4.490 (30,l)
naque.
Plutón
5.900 (39,5)
(LO ?>
Durante la primera noche se observará
y dibujará con exactitud la posición de la
4.80 La estrella ‘de la mañana’ y ‘de la Luna con referencia a los accidentes imtarde’
portantes del lugar (por ejemplo: si se
Observar .a Venus y verificar sus salidas halla exactamente encima del campanario
\
y puestas con respecto a las del Sol.
de la iglesia o a medio p m i n o entre el
campanario y un edificio de oficinas). De4.81 Demostración de los movimientos de terminar con la mayor exactitud posible
los planetas
su altura en grados sobre el horizonte,
Se necesitará un recipiente alto y estre- empleando el puño o los dedos extendidos.
cho, un poco de agua, aceite para motores El puño, con el brazo extendido subtiende
S.A.E. grado 30, alcohol a 90” y un lápiz. aproximadamente 10”; la distancia entre
Llenar el recipiente con agua hasta la mi- el pulgar y el meñique con la m a n o abierta
tad. Verter con cuidado el alcohol sobre equivale a unos 20°, etc. Consignar este
el agua procurando no agitar los líquidos dato en el dibujo. Observar también la
ni perturbar la superficie intermedia. Su- dirección de los cuernos de la Luna y la
mergir el lápiz en el aceite para motores forma del creciente lo m á s exactamente
y dejar caer varias gotas en el líquido del posible.
_..____
Astronomía y ciencias del espacio
227
Repetir la observación dos horas más
tarde tomando nota de la hora. Efectuar
repetidas observaciones de la misma manera cada noche durante dos semanas y
redactar un informe detallando éstas. Indicar específicamente cómo varían de una
noche a otra la iluminación de la Luna y
su posición aparente; cSmo están orienlados sus cuernos o su terminador con respecto del Sol que se encuentra por debajo
del horizonte occidental; cómo varía la
posición de la Luna en el curso de una
noche, las razones de dicha variacióil y
también de la que se observa en noches
sucesivas, ex. En un momento dado, en
las cercanías del cuarto menguante (consultar previamente el almanaque) se repetirán las mismas observaciones pero al
amanecer. ¿De qué manera concuerdan estas últimas observaciones con las realizadas al anochecer?
4.84 Observación de un eclipse solar
Explicar a !os alumnos que los hombres
de ciencia, mediante la observación de los
eclipses, los intervalos de tiempo en que
se producen y las sombras a que dan
lugar, han podido recoger ciertas informaciones relativas a la forma, dimensiones
y movimientos del Sol, la Luna y la Tierra
(observar la figura).
/
/
'
/
4.86
los alumnos observen directamente el ec1.pse porque sus ojos podrían resultar dañados. El empleo de un vidrio ahumado o de
varias capas de pelicula velada superpurstas tampoco es completamente seguro.
U n procedimiento seguro para observar
un eclipse es hacerlo en forma indirecta.
Los alumnos perforarán un trozo de cartón y el maestro ies indicará que 10 sostengan por encima de su hombro, vueltos
de espaldas al Sol de manera que la imagen de éste se proyecte a través del orificio sobre un segundo trozo de cartón o
papel que el alumno sostendrá frente a sí.
Tampoco se les permitirá que observen al
Sol directamente a través del agujero riel
cartón (ver también el experimento 4.96).
4.85 Observación de un eclipse de Luna
En este caso la observación directa es
completamente segura. Procurar que los
alumnos adviertan la forma del borde de
la sombra proyectada por la Tierra cuando
cruza el disco de la Luna, prueba de la
redondez de la Tierra, aunque también
podría ser proyectada por una Tierra con
forma de disco (ver la figura) (ver también el experimento 4.96).
---_-'
.
.
,
,
Eclipse de Sol
'\
.
/
Y
'
'
.
-'
A 6rbita de la Luna
B Tierra
c Luna
Preguntar a los alumnos si pueden mencionar algunos de los procedimientos empleados para determinar la forma de la
Tierra. indicarles que busquen en diarios
o en un almanaque astron6mico las fechas
en que se producirán eclipses. Cuando tenga lugar un eclipse visible en la zona, disponer lo necesario para salir al exterior a
observarlo con el curso.
Advertencia: No se debe permitir que
Eclipse de Luna
6rbita de la Luna
Tierra
c Luna
A
B
4.86 El período de rotación del Sol
Determinar el período de rotación del Sol
y la posición de su eje observando los
cambios de posición de las manchas solares. Se requieren los siguientes elementos:
Un pequeño telescopio o en su defecto
binoculares (por lo menos de 6 aumentos) ;
una caja grande, un tablero deslizable,
papel y lápiz.
4.86
Astronomía y ciencias del espacio
Advertencia: No permitir que los alumnos observen directamente el Sol a través
del instrumento. Si se emplean binoculares
deberán montarse firmemente en el extrem o anterior de la caja (observar el dibujo a). Si se utiliza un telescopio se construirá para el mismo un parasol como puede verse en la figura b. Uno de los lados
largos de la caja se dejará abierto para
observa: por él. Disponer la &a de manera que su extremo posterior sea perpendicular a la dirección de los rayos solares.
Sobre el mismo se colocará el tablero
movible con un papel adosado. El ocular
se enfocará en una posición algo diferente
a la empleada para la observación directa,
la que se determinará mediante ensayos.
4
con binoculares
A
A
228
Una vez establecido el diámetro de la imagen solar se podrán efectuar todas las observaciones sin variar sus dimensiones, lo
que permitirá preparar anticipadamente el
papel dibujando en él un círculo del tamaño adecuado,Conviene tener en cuenta que
con unos binoculares de 6 aumentos, a
una distancia de 1 metro detrás del ocular
se obtendrá una imagen de 5 centímetros
de diámetro. Con mayores aumentos se lograrán imágenes proporcionalmente más
grandes. El tamaño de la imagen es también proporcional a su distancia desde el
ocular.
Las observaciones deberán efectuarse
diariamente a la misma hora, preferentemente a mediodía. El papel se orientará
siempre de la misma manera. Se marcarán
rápidamente en el círculo, con ayuda de un
lápiz, las posiciones de .algunas manchas
solares y luego se tratará de representar
sus dimensiones relativas y su forma aproximada. Mientras se realiza esta operación
será necesario mover el papel.
A medida que el Sol rota las manchas
solares parecerán camb7ar de posición día
tras día. Midiendo las diferencias de posición de las manchas en varios dibujos diarios se podrá determinar la velocidad del
movimiento y SI las observaciones se prosiguen durante un mes o más podrá verse
la reaparición del grupo de manchas luego
de haber completado su rotación. Además,
en el curso de dicho intervalo puede decaparecer una gran mancha y aparecer otras
nuevas.
Observacidn de los efectos del movimiento
de la Tierra
D
4.87 Un péndulo de Foucault
U n buen soporte para un péndulo de Foucault que servirá para demostrar la rotación de la Tierra, puede construirse con
b empleando un telescopio
4.86 Observación de los cambios de posición
de las manchas solares
A hacia el Sol
R tapa cubriendo la segunda abertura
c tablero deslizable
D imagen del Sol
Soporte para el péndulo
de Foucault improvisado
con una prefisa en forma
de G
229
Astronomía y ciencias del espacio
una prensa en forma de G a la que se
soldará, en la parte interior de su m a n díbula, una bolilla de las empleadas en los
cojinetes. Es mejor suspender el péndulo
en el interior con la bolilla de cojinete
apoyada sobre una hojita de afeitar sólida
u otra superficie dura (ver el dibujo). Para
suspender el {eso del péndulo, que puede
ser una pelota de goma sólida, deberá e m plearse hilo de línea para pescar de nylon
no retorcido. La longitud del péndulo no
es importante, puede oscilar entre 3 y 30
metros.
Cuando se hace oscilar un péndulo de
este tipo el plano üe oscilación parece variar en el curso de pocas horas con relación a la marca efectuada en el suelo en
el momento en que comenzó a oscilar libremente. Por supuesto, la responsable de
este fenómeno es la Tierra que rota por
debajo del peso del péndulo. Deberá cuidarse que el puntero, improvisado con una
aguja de tejer corta introducida en la pelota esté perfectamente alineado con el
hilo de suspensión. E n el piso se puede
fijar una línea de referencia, trazada sobre una cartulina blanca asegurada m e diante chinches de dibujo. Esta deberá
colocarse con precisión debajo del puntero
cuando la bola esté en reposo.
Para poner el péndulo en movimiento se
atará un hilo de algodón a una tachuela
fijada en la bola, alineándola de manera
que el plano de oscilación coincida con la
línea de referencia, luego se quemará el
hilo en las proximidades de la tachuela.
No es fácil lograr buenos resultados
cuantitativos sin recurrir a muchos refinamientos, pero no es difícil la observación
del efecto.
4.88 U n péndulo de Foucault en miniatura
Instálese un péndulo de Foucault pequeño
en un soporte colocado sobre una mesa
giratoria o una silla de oficina que pueda
rotarse. Los alumnos observarán el comportamiento del péndulo cuando se hace
rotar lentamente la mesa.
4.89 L a variación en la posición d,e1 Sol en
el curso de las estaciones
A. Desde una posición fija determínese
con precisión el punto del horizonte en
4.90
que el Sol desaparece al ponerse con referencia a los accidentes del terreno. Repítanse las observaciones con intervalos de
una semana, por lo menos, durante cuatro
semanas y calcúlese la rapidez de dicho
cambio en grados por día (para estimar
los grados, el puño cerrado con el brazo
extendido subtiende aproximadamente 10').
B. Trazar una línea en el piso o en la pared de una' habitación iluminada por el Sol,
anotando con exactitud el mes, día y hora.
Al cabo de una semana se trazará otra
línea. Repitiendo la misma operación en el
transcurso de un año se obtendrá una serie de observaciones interesantes. La variación en la posición de la línea de semana en semana y de mes en mes es
originada por el movimiento de la Tierra
alrededor del Sol.
C. E n un lugar abierto clavar en el suelo
verticalmente una estaca de 150 c m de
largo y hacer que los alumnos lleven un
registro de la longitud de su sombra, ia
que medirán dos o tres veces por día en
distintas estaciones del año. Anotarán la
posición exacta de la sombra proyectada
por la estaca marcando ésta y su longitud.
Esta comparación se efectuará al comenzar el año escolar, en el invierno y la primavera, y al finalizar el período lectivo
(véase también el experimento 4.68).
D. Se redactará un informe explicando el
significado de los oambios observados en
función del movimiento de la Tierra.
4.90 Fotografía de trazos estelares
U n a actividad m u y interesante para los
alumnos que posean cámaras es la fotografía de trazos estelares producidos por
la rotación de la Tierra. Se requiere una
cámara fotográfica y película, un trípode
u otro soporte sólido y un reloj. Se aguardará una noche despejada y sin luna y se
elegirá un lugar libre de obstáculos que
impidan la visibilidad del horizonte, al reparo de luces extrañas, c o m o faros de
automóviles, etc.
La cámara se apuntará lo m á s exactamente posible hacia el polo celeste (o si
el observador se encuentra al norte del
ecuador, hacia la estrella polar), fijándola
4.90
Astronomía y ciencias del espacio
ya sea mediante un trípode o por medio de
trozos de madera. Enfocar al infinito y
abrir el diafragma a plena abertura; poner
el disparador en 'tiempo' e iniciar la exposición. Dejar el aparato inmóvil durante
dos o más horas evitando toda trepidación
de la cámara; luego, cerrar el obturador
durante uno o dos minutos cuidando de no
mover la cámara. Abrir nuevamente el obturador durante un minuto y, finalmente,
cerrarlo. Esta última exposición breve servirá para identificar el final de la toma.
Anotar la hora del comienzo y terminación.
Una vez revelada, la película mostrará
los trazos estelares como arcos concéntricos que tendrán por centro al polo celeste.
Los arcos más largos podrán medirse para
Trazos estelares en torno del polo norte celeste
determinar la longitud en grados de la
rotación y partiendo de este dato se podrá
calcular el período de rotación completa.
Se pueden hacer exposiciones similares
con la cámara apuntando hacia diversas
direcciones y alturas. El estudio de los
trazos resultantes indicará que todos ellos
demuestran la rotación en conjunto de todo
el cielo, 'alrededorde un eje que pasa por
los polos celestes, 'como si se tratara de
una esfera sólida con las estrellas fijas
en su superficie.
La trayectoria aparente de la Luna podrá mostrarse mediante exposiciones de
1 o 2 minutos, cada una obtenida con
intervalos de 10 o 15 minutos, durante un
par de horas o hasta que la Luna salga del
230
campo de la cámara. Deberán extremarse
!as precauciones para evitar el desplazai:iiento de la cámara.
La trayectoria del Sol podrá registrarse
durante el día, de la misma manera. Advertencia: Bajo ninguna circunstancia deberá observarse el Sol a través del visor.
Cerrar completamente el diafragma para
evitar una exposición excesiva. (Ver también el experimento 4.75.)
4.91 Trazos estelares en color
Las estrellas tienen tanto colorido c o m o
los objetos terrestres aunque esto pasa generalmente inadvertido debido a que los
ojos adaptados a la oscuridad poseen escasa sensibilidad al color. Una película
para color m u y sensible y una cámara fotográfica con objetivo de por lo menos
f 3,5 registrará B la estrella roja Betelgeuse
de la constelación de Orión, o a la amarilla Capella, de Auriga y la dorada Albireo
de Cygnus. En la constelación de Cassiopeia hay dos estrellas azules, una blanca,
una dorada y una verde. U n a buena cámara con la que se puedan efectuar exposiciones largas, un trípode rígido y una película rápida son todo lo que se necesita.
Las sencillas cartas estelares de este libro
ayudarán a identificar las constelaciones.
La biblioteca pública local debe contar con
libros de astronomía para aficionados que
incluyen mapas similares. En algunos países se pueden obtener también indicadores
en forma de disco graduado en el que,
haciendo coincidir el mes y el día con la
hora, se obtiene la posición de las constelaciones visibles.
La Tierra rota a razón de 15' por hora
o sea, 1" cada 4 minutos. Para quienes se
hallan en la superficie terrestre resulta
más fácil apreciar este movimiento partiendo de la suposición de que las que se
mueven son las estrellas. Además, éstas
parecen girar alrededor del polo celeste
respectivo. Cada estrella próxima al polo
describe en su movimiento un círculo cerrado y a medida que aumenta su distancia de éste se incrementa el radio de curvatura de dicho círculo hasta el extremo
de que las estrellas situadas en el ecuador
parecen desplazarse en líneas rectas.
Una estrella es una verdadera fuente
23 1
Astronomía y ciencias del espacio
puntiforme de luz y no admite ningún
movimiento de la cámara, a menos que
se desee registrar ‘colas de cerdo’ en vez
de imágenes estelares. Podrá evitarse todo
movimiento perturbador montando la cámara sobre un trípode rígido, cubriendo
el objetivo con un trozo de cartón, e m pleando un disparador de cable, largo, para abrir el obturador en ‘tiempo’o ‘bulbo’,
esperando luego m á s o menos 3 segundos
para que cese toda vibración de la cámara
y recién entonces retirando el cartón que
cubre el objetivo. Al finalzar 13 t.xposición
cubrir nuevamente el objetivo con el car‘tón antes de cerrar el alsparador.
Notu: Los laboratorios cornercialcs de
revelado probablemente no reconocerán las
imágenes estelares como tales y devolverán
los negativos sin copiar, a menos que se
los instruya al respecto.
4.92 Fotografía de constelaciones
A. La fotografía de las constelacionesagrega una motivación estética a la de los
trazos estelares. Se pueden lograr hermosas copias y diapositivas tanto en blanco y
negro como en color y han probado ser
un medio de enseñanza m u y efectivo.
Existen muchas técnicas para fotografiar
las constelaciones, pero una de las preferidas es la siguiente: Elegir una constelación determinada, emplazar la cámara,
y exponer durante 30 minutos con película
en blanco y negro m u y rápida (400 ASA)
con una abertura del objetivo de f 11,
luego cubrir el objetivo durante 2 minutos, abrirlo a f 4 y desenfocarlo ligeramente. Finalmente, descubrir el lente durante 3 minutos o más. Una pantalla difusora sobre el objetivo durante la exposición final producirá el mismo efecto que
un leve desenfoque. La fotografia resultante mostrará la constelación que aparecerá como proyectándose en el espacio
con todas sus estrellas seguidas por una
cola.
B. Las diapositivas de 35 m m subexpuestas
y descartadas se pueden perforar con la
punta de un alfiler reproduciendo la forma
de las diversas constelaciones. Estos ‘slides’ pueden proyectarse sobre una pantalla
u observarse con un visor para que los
4.93
alumnos identifiquen las constelaciones.
Se pueden también introducir en una ranura practicada en un tubo de 105 usados
para el envío de correspondencia y observarse colocando el mismo frente 0 una
fuente de luz (ver la figura).
‘Slides~para la enseñanza
de las constelaciones confeccionados con película
descactada
4.93 Fotografía de satélites artificiales
La fotografía de los satélites constituye
un placer. La técnica a emplearse es la
descripta más arriba, para los trazos estelares. Una excelente película para este
fin es la Kodak Tri-X Pan. C o m o revelador
se usará el HC-110de Kodak, diluido 1: 15
durante 4 minutos. El principal problema
es saber de antemano hacía dónde apuntar
la cámara. Existen diversas fuentes de
donde se puede obtener esta iriformación:.
muchos periódicos publican diariamente la
hora, la altura sobre el horizonte oeste o
este expresada en grados y la dirección
de la trayectoria de todos los satélites
visibles. También los observatorios astronómicos locales y asociaciones astronómicas de aficionados podrán suministrar los
datos requeridos. La fotografía de satélites
es particularmente gratificante cuando la
trayectoria del satélite pasa a través de
una constelación m u y conocida o si se tiene la fortuna de que dos satélites crucen
el campo de la fotografía. Es este factor
desconocido el que ejerce una continua
atracción sobre el fotógrafo astronómico,
tanto aficionado como profesional.
4.94
Astronomía y ciencks del espacio
4.94 Determinación de la línea norte-sur
por medio del sol
A. Si se dispone de un reloj, ajustarlo
para que indique el tiempo sohr medio
local y proceder como se indica:
Al norte del ecuador: Orientar el reloj
de modo que su manecilla horaria apunte
hacia el Sol. La bisectriz del ángulo que
forma la aguja horaria y las 12 indica
la dirección de la línea norte-sur.
A ¿ sur del ecuador: Orientar en la dirección del Sol las 12 del reloj. La posición
de la línea norte-sur se determina como
en el caso anterior.
B. Si no se dispone de un reloj se puede
utilizar en su lugar la sombra proyectada
por una estaca clavada verticalmente en
el suelo. A medida que el Sol cruza el cielo
en el curso del día, la sombra de la estaca
rotará y además se acortará durarite la
mañana, alargándose nuevamente en Ia tarde. Cuando la sombra es m á s corta, cerca
del mediodía su extremidad más distante
de la estaca apuntará hacia el norte o sur,
según la experiencia se efectúe al norte o
al sur del ecuador.
Modelos y demostraciones para la enseñanza de la astronomía
4.95 Fases y eclipses lunares
Los materiales necesarios son: Una linterna enfocable, una pelota blanca y su coporte para sostenerla, un globo terráqueo
y una habitación previamente oscurecida.
A. Fijar la linterna de m o d o que ilumine
plenamente a la pelota e indicar a los
alumnos que observen a ésta desde diferentes direcciones con lo que verán ‘lunas’
en creciente, en sus cuartos, gibosas y
llenas. Pedirles que redacten un informe
Desde el punto A de la superficie
terrestre, la Luna se observa alta, en
el cielo. U n observador situado en B
en el mismo instante, la vería mucho
más baja
232
a propósito de estos aspectos, relacionándolos con las fases cambiantes y la iluminación de la Luna verdadera.
Demostrar haciendo rotar el globo cómo
las horas de salida y puesta de la Luna
están estrechamente relacionadas con las
fases.
E n el primer cuarto, la Luna sale cerca
de mediodía, alcanza su altura máxima
en el cielo a la puesta del Sol y se pone
cerca de medianoche. Si se observa el globo
dirigiendo la visual verticalmente sobre
la posición geográfica de la localidad propia, se podrá reproducir la relación de la
Luna con el horizonte en sus posiciones
de salida y puesta (ver la figura). .
B. Con ayuda del mismo dispositivo se
pueden representar los eclipses. Los eclipses lunares, parciales o totales, podrán
simularse situando la Luna en la sombra
proyectada por el globo terráqueo. Si se
la sitúa entre la linterna y el globo SU
sombra se proyectará sobre la Tierra demostrando que un eclipse solar es visible
desde un área mucho menos extensa que
aquella desde la que es dable observar un
eclipse de Luna -este último es observable desde todo el hemisferio terrestre frente al cual se encuentra la Luna- (ver
también las figuras correspondientes a los
experimentos 4.84 y 4.85).
Las demostraciones relativas a los eclipses podrán ,adaptarse como actividades
prácticas en las que todos los alumnos
construirían modelos de arcilla de la Tierra y la Luna iluminándolos con linternas.
4.96 ¿Qué aspecto presentan los eclipses
solares?
El Sol se representará mediante una iámpara eléctrica opaiina que proyecte luz a
través de un agujero circular de 5 c m
de diámetro practicado en un cartón ennegrecido. E n el contorno de este agujero se dibujará con lápiz rojo la corona
solar. U n a bolilla de madera de 2,5 c m de
diámetro clavada en una aguja de tejer
representará a la Luna. El observador mirará el eclipse a través de uno de los
Luna varios agujeros efectuados con un alfiler
en una pantalla situada en la parte delantera del aparato (observar la figura). La
0
233
Astronomía y ciencias del espacio
corona sólo es visible desde la posición
correspondiente a la totalidad del eclipse.
La posición de la Luna s,e regula mediante
un rayo de bicicleta de alambre rígido
fijado en el frente del aparato (ver tunibien
el experimento 4.84).
Imitación de un eclipse de Sol
4.97 ¿Por qué no se produce un eclipse en
cada novilunio o plenilunio?
El modelo para esta demostración se construye, como se indicará a continuación,
empleando discos de cartón, cuentas, b3litas, bolillas para cojinetes o modelos de
arcilla que representen al Sol, la Tierra
y la Luna. La órbita lunar presenta una
inclinación suficiente para que la Luna
pase generalmente por encima o debajo
de la sombra proyectada por la Tierra o
4.97 Modelo para demostrar las circunstancias
en que se producen eclipses
A ecíipse de Sol
B eclipse de Luna
c no se producen eclipses
de la región del espacio situada entre la
Tierra y el Sol. Todos los discos pequeños,
semicirculares, que representan a la órbita
lunar, tendrán igual inclinación en el mism o sentido, que probablemente deberá
exagerarse para que su relación con el
fenómeno resulte más evidente. Si se pre-
4.98
fiere, en la hoja de cartón que representa
al piano de la órbita terrestre se pueden
practicar ranuras para insertar los discos
de la órbita lunar completa que la muestren tanto por debajo como por encima
de dicho plano.
4.98 L a causa de las estaciones
Se utilizará una pelota de g o m a perforada
para representar a la Tierra, por ejemplo,
una de tenis. A través de la misma se insertará un alambre de 15 c m de largo
o una aguja de tejer que representará al
eje de la Tierra. Sobre un cartón se dibujará un círculo de alrededor de 40 c m de
diámetro que hará las veces de la órbita
terrestre.
A unos 15 c m por encima del centro
del cartón se suspenderá una lámpara
eléctrica que ocupará la posición del Sol.
Puede usarse también una vela encendida.
Colocar sucesivamente la pelota que representa a la Tierra en las cuatro posiciones que ilustra la figura, con su eje
inclinado aproximadamente 23",5. Observar la extensión de la superficie de la pelota que está siempre iluminada. Comprobar en qué región de la misma inciden
4.98 El invierno y el verano
A 20 de Marzo
B 21 de Junio
c 23 de Septiembre
D 21 de Diciembre
E ecuador
F trópico de Cáncer
a trópico de Capricornio
H círculo polar ártico
J círculo polar antártico
4.98
Astronomía y ciencias del espacio
perpendicularmente los rayos solares. Verificar en cada una de las cuatro posiciones en qué hemisferio los rayos solares
inciden en forma inclinada.
Repetir el experimento con la aguja en
posición perpendicular a la superficie de
la mesa, en cada una de las cuatro posiciones y comprobar qué ocurriría si el eje
de la Tierra no estuviera inclinado (ver
también el experimento 4.70 A.).
4.99 Causas de la desigualdad en la duración del día y fa noche en algunos
lugares de la Tierra
Trazar un círculo grqde, que representará a la órbita terrestre y dos líneas perpendiculares entre sí que pasen por su
centro E n los puntos de intersección de
éstas con el círculo, escribir sucesivamente
en sentido contrario al de las agujas del
reloj: 20 de marzo, 21 de junio, 23 de
C
Desigualdad en la duración del día y la noche
E ecuador
A 20 de Marzo
P trópico de Cáncer
B 21 de Junio
O círculo polar ártico
c 23 de Septiembre
D 21 de Diciembre
n Sol
septiembre y 21 de diciembre. Estas son
las posiciones de la Tierra con respecto
del Sol en dichas fechas. Trazar un pequeño círculo que represente a la Tierra en la
posición correspondiente al 21 de junio.
El polo norte ocupará una posición ex-
234
céntrica aproximadamente a 1/3 del radio
del círculo terrestre en la dirección del
Sol. Para cualquier otra fecha o posición
orbital de la Tierra (que pueden determinarse empleando el transportador) la posiciOn del polo dentro del círculo que representa a la Tierra, permanecerá invariable (ver la figura). En éste se podrán
trazar el trópico de Cáncer y el ecuador.
E n consecuencia, el límite entre las zonas
diurna y nocturna estará definido por la
perpendicular a la línea Tierra-Sol, que
pasa por el centro de la Tierra.
Empleando um diagrama de este tipo se
puede efectuar una estimación de la iluminación solar en diferentes latitudes en
una fecha determinada (por ejemplo, m e diante el diagrama se puede verificar que
el 1 9 de agosto, en el círculo polar ártico
el Sol estará sobre el horizonte aproximadamente 18 horas, pero el 1'' de noviembre
sólo 6 horas).
4.100 Efectos del ángulo de incidencia de
los rayos solares sobre fa cantidad de
calor y luz recibida por la Tierra
Confeccionar un tubo de sección cuadrada
de 2 c m x 2 c m x 32 c m plegando un trozo
de cartón y confeccionar con cartón m u y
rígido una tira de 23 c m de largo por 2 cr.ti
de ancho. Pegar esta tira en una de las
caras del tubo dejando sobresalir una prolongación de 15 cm. Apoyar el extremo
de ésta sobre la superficie de la mesa e
inclinar el tubo de modo que forme un
ángulo de aproximadamente 25".*Colocar
una linterna o una vela encendida en el
extremo superior del tubo y marcar sobre
la mesa el área iluminada por la luz ,que
pasa a través del mismo. Repetir la experiencia dando al tubo una inclinación
aproximada de 15" y hacerlo luego nuevamente con el tubo en posición vertical.
Comparar las dimensiones de las tres zonas iluminadas y calcular sus áreas. Destacar la analogía de este experimento con la
forma en que los rayos solares inciden
en la superficie terrestre. ¿Es mayor la
cantidad de calor y luz recibida del Sol
por unidad de superficie cuando los rayos
inciden en forma inclinada o cuando lo
hacen verticalmente?
235
Astronomía y ciencias del espacio
4.101 Construcción de un espectroscopio,
Análisis de sustancias
Los científicos frecuentemente pueden analizar la composición de materia situada a
grandes distancias mediante el empleo de
un instrumento sumamente sensible denominado espectroscopio. Este se ha utilizado para determinar la composición química del Sol y otras estrellas y la de la atmósfera de diversos planetas. Los astronautas emplearán en el futuro este tipo
de instrumento para analizar la composi-
4.103
espesor de una hojita de afeitar y para
asegurar un mejor resultado se ajustará
al final (ver la figura). Observar diversos
gases luminiscentes a través del espectroscopio, tales como el argón o neón usados
en lámparas o letreros luminosos. Examinar las líneas luminosas del espectro indicadoras de la estructura característica de
cada elemento (ver el experimento 2.222).
Modelos para las ciencias del espacio
4.102 Descubriendo la acción y ¿a reacción
Este tipo de actividad introducirá a los
alumnos en las leyes de Newton acerca
del movimiento.
U n espectroscopio construido con una caja de
zapatos
ción química de sus alrededores inmediatos.
La luz al penetrar en el espectroscopio
es dispersada por una red de difracción
desdoblándose en bandas coloreadas denominadas espectro. La materia se puede
identificar fácilmente porque el espectro
de cada elemento químico presenta determinadas líneas brillantes características.
Los materiales requeridos para la construcción del espectroscopio consisten en
una caja de zapatos, una réplica de red de
difracción (consultar los catálogos de proveedores de accesorios científicos), un poco de cinta para enmascarar y una hojita
de afeitar partida en dos. E n el centro de
uno de los extremos de la caja efectuar
un agujero de aproximadamente 2 c m de
diámetro y fijar sobre el mismo con ayuda
de la cinta un trozo de la réplica de la
red, por la parte interior de la caja. En el
otro extremo de ésta practicar una ranura
de 2,5 x 0,5 c m que deberá ser paralela
a las líneas de la red. Esta ranura deberá
cubrirse por su parte interior con otra
ranura más estrecha aiin construida con las
dos mitades de la hojita de afeitar dispuesta con ambos filos enfrentándose. Las
dos medias hojitas se mantendrán juntas
fijándolas por medio de la cinta engomada.
El ancho de la ranura deberá ser igual al
A. U n alumno calzado con patines, levantará una pelota grande por sobre su cabeza
y la arrojará a un compañero. ¿Se mueve
el alumno con patines? ¿En qué dirección?
¿Por qué? Tratar de realizar el experimento anterior con dos alumnos, ambos con
patines, que traten de cojer al vuelo la
pelota. ¿Qué ocurre? (ver asimismo los
experimentos 2.249, 2.250 y 2.251).
B. Se puede improvisar un sencillo motor
a reacción con un globo de goma. Indicar
a un alumno que 10 infle y lo sostenga
por encima de su cabeza con el pico cerrado, soltándolo luego. Pedir a la clase
que explique lo ocurrido.
Este experimento puede complementarse
haciendo que los alumnos inflen un globo
y manteniendo cerrado su pico lo apunten
hacia un blanco cualquiera tratando de
acertarle. Por lo general no tendrán éxito
porque el globo carece de dispositivos de
guiaie. Indicarles que le construyan aletas
caudales que afectarán el equilibrio del
globo y podrán sujetarse al mismo mediante una banda de goma colocada alrededor
de su extremidad frontal y en la cual podrán engancharse pequeños pesos, como
por ejemplo broches para papeles. Así se
logrará equilibrar el globo dotándolo adem á s de un sistema de guiaje. ¿Pueden ahora los alumnos acertar en el blanco?
4.103 Construcción de motores de acción y
reacción
A. Bote impulsado mediante un globo. Quitar uno de sus lados a un envase de cartón
4.103
Astronomía y ci,encias del espacio
para leche y hacerle un orificio en el fondo,
cerca del borde; insertar en dicho agujero
un tubito de vidrio y conectarlo al globo
ajustándolo con una banca de goma (ver
la figura). Inflar el globo y poner el ‘bote’
en una tina con agua; ¿navega? ¿En qué
dirección? ¿Varía su velocidad si el extrem o abierto del tubo de vidrio está debajo,
de la superficie ,dd agua? Si no se consiguen envases de leche del tipo ilustrado
en la figura puede confeccionarse un dispositivo similar con una caja de zapatos.
236
la noción de impulso, al sentir el choque
producido por el agua al pasar por la manguera de riego del jardín. Al aumentar la
cantidad de agua que circula por la misma,
ésta comienza a moverse; ¿en qué direición
se mueve? ¿Qué ocurre con su movimiento
a medida que aumenta la presión del agua?
Conectar la manguera a un molinete para
riego y aumentar gradualmente el caudal
de agua observando la velocidad con que
gira el molinete: ¿lo hace más rápido o
m á s lentamente?
B. El impulso puede determinarse por medio de una balanza (ver la figura). Poner
en uno de los platillos pesas (de 10 a
50 g). Sostener firmemente encima del
otro platillo un globo inflado dejando Wcapar el aire de manera que incida contra
éste. ¿A cuántos gramos equivale el im-
B. Cohete impulsado por un globo. Por
medio de una cinta de celofán un alumno
sujetará una pajita para sorber refrescos,
lateralmente a un globo de forma alargada,
pasando luego por el interior de ésta un
alambre fino (ver la figura), uno de cuyos
extremos se sujetará a uno de los postes
del cerco de la escuela o a la manija de la
puerta. Seguidamente, tensará el alambre
atando su otro extremo en el lado opuesto de la habitación o patio. U n a vez inflado el globo se lo soltará de improviso.
¿Qué distancia recorre? Emplear globos
de diversos tipos y experimentar con distintas cantidades de aire expresando m e diante cifras y gráficos los resultados que
se obtengan aumentando éste. Repetir la
experiencia con globos de distintas formas.
Posiblemente los alumnos inventen otros
dispasitivos en los gue pueda aplicarse con
mayor eficiencia el principio de la acción
y reacción.
4.104 Descubriendo los efectos del impulso
A. E n el patio de la escuela, o la casa, los
nifios pueden comen’zara familiarizarsecon
pulso producido por el aire proyectado
sobre el platillo de la balanza? (Ver también los experimentos 2.305 y 4.117.)
C. Los grandes cohetes pueden generar
un impulso de 300.000 a 1.000.000de kg.
Analizar con los alumnos el concepto de
que el peso de un cohete de 5.000 kg es
el empuje hacia abajo, o atracción, ejercida sobre éste por la gravedad terrestre
con una fuerza equivalente a 5.000 kg de
peso. Para poder elevarse, el cohete debe
primero superar ese empuje hacia el centro de la Tierra y por lo tanto su impulso
debe exceder los 5.000 kg. ¿Cuál de los
siguientes cohetes alcanzará mayor altura
y por qué?
1
Astronomía y ciencias del espacio
237
Peso
500.000 kg
500.000 kg
500.000 kg
Impulso
500.500 kg
750.000 kg
1 .OOO.OOO kg
4.105 Descubriendo la ingravidez
Para poder estudiar el movimiento de un
cuerpo se requiere un sistema de referencia, es decir, algo con respecto al cual se
pueda determinar la posición de dicho
cuerpo en un instante dado. En muchos
experimentos se adopta.un sistema de referencia fijo con relación a la Tierra,como
por ejemplo cuando estudiamos la caída
de un cuerpo. En dicho sistema, la Tierra
se halla en reposo. Si se desean estudiar
los cambios estacionales será preferible
sin embargo un sistema de referencia en
que el Sol se encuentre en reposo y la
Tierra en movimiento. describiendo su 6rbita. Se deduce de lo dicho que la respuesta
a la,preguntade si un objeto está o no en
movimiento depende del sistema de referencia que adoptemos.
Del sistema de referencia depende no
solamente la posición, sino también el peso
de un objeto. El experimento que se describe a continuación ilustrará la ingravidez.
A. Atar un piolín del que previamente se
habrá suspendido un soldado de juguete
u otro objeto de modo que quede unido
holgadamente a la parte superior de un
armazón formado por tres piezas de madera ensambladas, como indica la figura.
4.105
Se levantará todo el conjunto tomándolo
por el piolín y una vez suspendido e inmóvil se soltará éste. Cuando el soldado
cae se comprobará que su posición relativa dentro del armazón permanece invariable. C o m o no está sostenido ni por la
cuerda ni por el armazón, se encuentra
en estado de ingravidez con relación a sus
alrededores, es decir, al sistema de referencia empleado.
B. El peso de un objeto depende también
de su posición. Si éste se determina con
relación a un sistema de referencia solidario con la Tierra,coirkide con la atracción
gravitatoria terrestre que actúa sobre dicho
cuerpo. Esta fuerza decrece a medida que
el objeto se aleja de la Tierra hasta que
finalmente se torna insignificante.
Cabe hacer notar que es el peso del cuerpo el que varía bajo las circunstancias
señaladas. La masa (o cantidad de materia
que contiene, expresada en kg) no varía,
en tanto no entremos en el campo de la
física relativista donde los objetos se mueven con velocidades que se aproximan a
la de la luz.
U n astronauta cuya masa en la superficie terrestre sea de 90 kg tendra la misma
masa en la superficie de la Luna, pero su
peso que en la superficie de la Tierra
era de 90 kg-peso será sólo de alrededor
de 15 kg-peso en la superficie lunar. Empleando las unidades SI, la masa es de
m kg, pero el peso es de m g Newtons.
Dado que en la Luna g equivale aproximadamente a un sexto de su valor terrestre, el peso de un hombre en la Luna será
también alrededor de la sexta parte de su
peso en la Tierra (ver los apéndices 1 y 2).
C. Una nave espacial en órbita se halla
aún dentro del campo gravitatorio terrestre. Su peso es exactamente la fuerza requerida para mantenerla en órbita. Sin
embargo, en un sistema de referencia solidario con .dicha nave, todo lo que se
encuentre en su interior será ingrávido y
con un leve impulso contra una de las
paredes un tripulante podrá proyectarse a
sí mismo contra la pared opuesta.
Más allá de la de la Tierra el efecto
de la fuerza gravitatoria se tcrna insignificante y la nave espacial se moverá en
4.105
Astronomía y ciencias del espacio
línea recta, a menos que sobre ella actúen
fuerzas generadas por su propio motor o
por la acción de otros cuerpo;, como por
ejemplo, la Luna (primera ley de Newton) .
Fuera de la nave espacial, un hombre lo
suficientemente libre para moverse, podría impulsarse a sí mismo hacia cualquier dirección y no retornar jamás. Para
evitar tal posibilidad se fijan cables de
seguridad a los trajes espaciales de los
astronautas que van a trabajar en el espacio.
4.106 Un lanzador de satélites
Se necesitan los siguientes elementos: un
balde, una pelota de fútbol y una percha
de alambre (o un alambre adecuado), una
plomada o peso, un piolín y un tubo de
ensayo o cierto tipo de tapa adecuada.
Poner ia pelota sobre el balde de manera
que quede bien sujeta. Enderezar el alambre hasta obtener una varilla recta de
unos 30 c m de longitud,y dar forma curva
al resto improvisando una base circular
en la forma indicada en la figura. Asegurar esta base circular sobre la pelota e m pleando cinta de enmascarar, de manera
que la porción recta de 30 c m quede en
posición perpendicular sobre el centro de la
pelota. Atar la plomada o peso al piolín y
asegurar el otro extremo de éste mal tubo
de ensayo o tapa, por medio de una cinta
engomada. Invertir dicho tubo ,sobre el
alambre vertícal (observar la figura).
Explicar a los alumnos que la pelota
238
representa a la Tierra y la plomada a un
satélite artificial. Para poner la plomada
en movimiento hacia cualquier dirección
sólo se requiere darle un ligero golpe con
el dedo. Dejar que los alumnos descubran
por sí mismos que ocurre cuando se lanza
un satélite de las siguientes maneras:
1. Aplicando un leve golpe a la plomada
hacia arriba e impulsándola afuera de
la superficie de la pelota como se ilustra en la figura ¿qué ociirre? (La plomada se moverá hacia arriba y luego
retrocederá cayendo hacia el punto de
partida. Reproducirá el movimiento
de un cuerpo proyectado verticalmente
desde la tierra con escasa velocidad.)
2. Impulsando la plomada hacia afuera
mediante un golpe suave pero con cierto ángulo de inclinación con respecto
a la superficie de la pelota. Explicar
lo que ocurre mediante un diagrama.
(La plomada se aparta de la pelota y
luego retrocede nuevamente cayendo a
cierta distancia del punto de partida
según el ángulo de lanzamiento y la
fuerza del golpe.)
3. Proyectando la plomada hacia afuera
de la pelota mediante un golpe más
fuerte y bajo cierto ángulo. Confeccionar un esquema de la órbita. (La
plomada se apartará de la pelota, describirá círculos y aterrizará. Evidentemente al completar una órbita pasará
por el punto inicial de la misma.)
A Modelo de un dispositivo lanzador de satélites
pelota
percha de alambre (o un alambre adecuado)
c tapa metálica o tubo de ensayo
D piolín
E plomada o peso
F balde
A
B
W
1
,
239
El tiempo
4.108
El tiempo
Construcción de instrumentos y de una
estación meteorológlca
El tiempo es un tema cercano a la vida cotidiana de cada niño. Aun en los niveles
inferiores de la enseñanza primaria se
pueden realizar, día tras día, observaciones del estado atmosférico. E n los niveles
intermedios se puede construir una estación meteorológica sencilla. E n los cursos
de ciencia general y posteriores se puede
efectuar un estudio m á s detallado acerca
de las causas que originan los fenómenos
meteorológicos. E n todas las etapas de
esta labor será ventajoso representar gráficamente los resultados de lecturas y observaciones, siempre que esto sea posible.
4.107 Construcción de una veleta
La veleta sirve para indicar la direccidn
del viento. Elegir un trozo de madera de
unos 25 c m de largo y 1 cm2 de sección
y practicar con una sierra hendeduras centrales en sus dos extremos hasta una profundidad de 6 cm.
Conseguir después una tablilla delgada,
de 10 cm, que se adapte exactamente a
de gas o de alcohol. En el punto de eqilibrio de la veleta perforar en la madera
un agujero de un diámetro apenas superior al del tubo del cuentagotas y de una
profundidad igual a m á s o menos las tres
cuartas partes del espesor de la madera.
Introducir el tubo de vidrio en este orificio,
con la punta hacia arriba y fijarlo sólidamente con cola o masilla.
C o m o soporte elegir una barra de madera blanda de 1 m más o menos de largo en
cuyo extremo se habrá hundido un clavo
pequeño cuya punta se aguzará con una
lima. Introducir ésta en el cuentagotas e
instalar la veleta sobre un techo o en lo
alto de un mástil para que esté expuesta
a los vientos de todos los cuadrantes.
Fijar al poste brazos de alambre gruesos y curvar sus extremos para que form e n las letras N, E, S y O, o bien soldar
en los mismos letras grandes recortadas
de chapa metálica.
4.108 Construcción de un indicador de la
velocidad del viento
Seleccionar dos trozos de madera liviana
de aproximadamente 50 c m de largo y
1 cm2 de sección y exactamente en la parte media de cada uno hacer una muesca
de 1 c m de largo y aproximadamente 0,5
c m de profundidad, exactamente en el centro de cada trozo y ensamblarlos.
Tomar un tubo de vidrio de un cuentagotas y cerrar su punta haciéndolo girar
sobre la llama de un mechero de gas o
alcohol. C o m o en el experimento anterior, practicar un agujero exactamente en
el centro de la cruz de una profundidad
de aproximadamente los tres cuartos del
espesor de la madera y asegurar el cuentagotas con cola o masilla. Elegir cuatro
tapas de cajas de metal para cigarrillos o
cuatro platillos de material plástico y fijarlos mediante clavitos o tornillos en el
extremo de cada uno de los brazos de
la cruz, cuidando de que todos tengan la
concavidad dirigida en el mismo sentido
(observar la figura). Para este indicador
de velocidad fabricar un soporte análogo
<+=jK-<
c--
,
esas ranuras y recortar de la misma dos
pedazos, uno con forma de punta de flecha
y otro que constituir& la cola, como puede
verse en la figura.
Insertar la punta y cola de la veleta en
las ranuras fijándolas por medio de cola o
clavos pequeños.
Poner después en equilibrio la veleta
sobre el filo de un cuchillo y marcar el
punto correspondiente a la posición de
equilibrio. Conseguir un tubo de vidrio
de un cuentagotas y cerrar la punta haciéndola girar en la llama de un mechero
4.108
El tiempo
al de la veleta. Hundir un clavo en el extremo de este soporte y agudizar la punta
con una lima.
J
.
Este anemómetro girará bajo la presión
del viento. Se tendrá una idea aproximada
de Ica velocidad horaria del viento en kilómetros contando el número de vueltas
efectuadas en 30 segundos y dividiendo
dicho número por 3.
También se puede determinar la relación entre la velocidad del viento y el número de vueltas que da el contador realim n d o con él, en un día calmo, un paseo
en auto, sosteniendo el aparato fuera de la
ventanilla delantera; pedir al conductor
que vaya a 5 km por hora y contar el
número de vueltas del anemómetro en 30
segundos. Repetir la operación viajando a
velocidades de 10, 15, 20, 25, 30, 40 km
por hora, etcétera.
El anemómetro se instalará en un lugar
expuesto a los vientos que soplan desde
todas direcciones.
4.109 U n anembmetro de deflexión.
Para la construcción de un anemómetro
de deflexión se deberá obtener, en primer
término, un trozo de madera de aproxi-
240
madamente 25 x 2 x 1 c m y efectuar en
uno de sus extremos un corte con una
sierra en el que pueda insertarse un transportador, que se fijará con un poco de
cola. Antes de que se seque el encolado
se perforará un agujero de 0,5 c m de diámetro que atraviese la varilla pasando
por el centro del transportador. Luego se
doblará un trozo de alambre, procedente
ue Una percha para ropa, en la forma indicada en la figura y se suspenderá pasándolo a través de la perforación realizada precedentemente.
Recortar un trozo de cartón de alrededor
de 10 x 8 c m y asegurarlo al a1,ambre
mediante cinta engomada o grapas. Se observará que la pantalla de cartón deberá
tener una hendidura para que pueda oscilar alrededor del transportador cuando el
viento ejerza presión sobre ella.
Seguidamente se procederá a equilibrar
esta parte del anemómetro sobre el filo
recto de una regla, atornillando en su extremo más liviano tarnillos para madera
en la cantidad necesaria. E n el punto de
equilibrio se practicará un agujero de diámetro suficiente 'comopara permitir la inserción de un tubo de vidrio que hará ],as
veces de apoyo. Este se puede confeccionar
sosteniendo el extremo de un tubo sobre
una llama durante el tiempo suficiente
para cerrar la abertura.
U n a vez frío cortar el tubo a una distancia de unos 3 c m del extremo cerrado.
Se obtendrá asi una cápsula similar a la
mitad de una ampolla para remedios. Jnsertarla en el agujero perforado en la
madera asegurándola firmemente con cola.
A continuación introdúzcase un clavo en
el extremo de un palo de escoba o un
trozo de madera similar y córtese la cabeza
del mismo aguzando la paGe cortada con
una lima hasta convertirla en una fina
punta. El anemómetro se colocará sobre
el clavo, de manera que el cojinete de vidrio apoye sobre la punta. El instrumento
deberá girar libremente enfrentando al
viento. (Observar la figura.)
Para calibrar el dispositivo será menester hacerse conducir en automóvil en un
día calmo y por un camino poco frecuentado. Sostener el anemómetro fuera de la
ventanilla y con el automóvil marchando
El tiempo
241
4.110
a 5 kilómetros por hora hacer una marca
sqbre el transportador que indique la posición de la pantalla a dicha velocidad. Repetir la operacion con velocidades de 10,
15, 20, 25 km por hora, etc. Pese a no
ser un instrumento de precisión, el funcionamiento de este aparato será sorprendentemente eficiente.
4.110 Construcción de un anemómetro de
tubo de presión
El principio en que se basa el funcionamiento de un anemómetro de este tipo se
puede ilustrar sostenienbo un embudo acoAnemómetro de tubo de presión
Vista frontal. El instrumento se ha representado separado para hacer visibles los dos anillos
'atornillables y el clavo de sostén
4.1 10
El tiempo
plado a un tubo en U cerca de un ventilador de tres velocidades.
Los alumnos que demuestren interés por
los proyectos de tipo manual pueden construir un instrumento eficaz. Montar en la
forma ilustrada en la figura, un tubo er?
forma de U sobre una tabla plana, conectando al mismo un embudo. E n dicho tablero se atornillará una veleta construida
de madera delgada o metal.
Una regla fijada también al tablero servirá para medir la elevación del agua en
el brazo del tubo en U. En el dorso de la
tabla se atornillarán dos anillos por los
cuales pasará una espiga (una vara de
madera de sección circular), de tal manera que el anillo inferior descanse sobre un
pasante a través de aquélla. Las superficies de contacto entre los anillos y la
espiga deberán lubricarse con vaselina u
otro lubricante. (Observar en la figura la
vista frontal del aparato.)
La velocidad del viento es aproximadamente proporcional a la diferencia de altura entre ambas columnas de agua del
tubo en U. La cantidad de agua requerida
inicialmente en éste se determinará experimentalmente al calibrar el instrumento y deberá mantenerse invariable, si se
espera cierta precisión del mismo. Si en
el tubo en U se sustituye el agua por alcohol, el anemómetro podrá exponerse a
temperaturas inferiores a1 punto de congelación. Agregando al agua una pequeña
cantidad de negro de h u m o se formará un
anillo en el interior del tubo que indicará
la racha de viento m á s intensa del intervalo en que se efectuaron las lecturas del
instrumento.
4.1 11 Construcción de un pluviómetro
A. Un pluviómetro simple. Es fácil cons-
truir un pluviómetro sencillo utilizando
un embudo, una botella y una probeta
graduada para medir el volumen del agua
recogida (ver la figura). Lo ideal sería
que el embudo estuviera provisto de un
borde vertical m u y fino o una proyección
horizontal en el mismo para evitar que las
gotas de lluvia al rebotar salten hacia el
exterior. El aparato deberá enterrarse de
modo que el embudo sobresalga unos pocos centímetros sobre el nivel del suelo.
242
B. Otro modelo de pluviómetro. Elegir un
recipiente de hojalata de unos 10 c m de
diámetro y 14 c m de alto y procurarse
otro recipiente cilíndrico de unos 3 c m de
diámetro y por lo menos 25 c m de alto
que quepa de pie dentra de !e lata. Colocar
ésta sobre una mesa bien horizontal y
llenarla con agua exactamente hasta 1 c m
de altura, que se medirá con una regia
graduada. Pegar una banda de papel de
1 c m de ancho a lo Iargo del recipiente
cilíndrico. Verter en el recipiente el agua
contenida en la lata y señalar sobre el
papel el nivel que alcanza; medir la distancia entre esta señal y el fondo del recipiente y transportar esta medida hacia
arriba,a lo largo de toda la banda de papel.
Dividir cada intervalo en 10 partes iguales: cada una representará l m m de lluvia. El recipiente así graduado permite
medir pequeñas cantidades de lluvia.
Para armar el pluviómetro se colocará
un embudo cuyo diámetro sea aproximadamente igual al de la lata, sobre el recipiente cilíndrico, que a su vez se introducir& en la lata. Este pluviómetro se
El tiempo
243
instalará en un lugar descubierto donde
no corra peligro de volcarse.
Si la lluvia e$ ligera será recogida y
medida en el recipiente pequeño. Si se
trata de una lluvia fuerte el agua desbordará y'será recogida por la lata; se podrá
medir echándola en el recipiente. Si se
quiere medir la lluvia en pulgadas habrá
que verter en la lata 2,5 c m de agua, trasvasarla después al recipiente, marcar la
altura alcanzada por el agua, y dividir
la escala en la forma indicada.
Una forma mejor para determinar la
cantidad de lluvia mida en centímetros o
pulgadas consiste en graduar el recipiente
pequeño en función de su propio radio y
del radio del embudo colector aplicando la
siguiente fórmula:
.Altura del agua en
el recipiente
-
6,113
frontar el aparato con otro cuyas indicaciones hayan sido verificadas. En su defecto, colocar el instrumento en un s-ecipiente que contenga agua caliente, recubierto con una toalla hiameda. Cuando la
flecha indicadora haya alcanzado el punto
de máxima deflexión señalar e! mismo COI?
el número 100, pues el aire contenido en
Cuadrado del radio
del embudo
-
Altura de la lluvia Cuadrado del radio'
del recipiente
4.1 12 Construcción de un higrdmetro
capilar
Este aparato permite leer directamente el
grado de humedad relativa sin' necesidad
de recurrir al empleo de tablas.
Conseguir algunos cabellos humanos de
unos 30 c m de longitud y desengrasarlos
en una solución diluida de soda cáustica.
Fijarlos por un extremo a la parte superior de un soporte y mantenerlos tensos
colgándoles un peso de unos 50 g después
de enrollarlos con dos o tres vueltas en un
carrete solidario de un eje que pueda girar
libremente en unos apoyos hechos con un
trozo de hojalata y asegurados al soporte
a una distancia de unos dos tercios de su
altura, a partir del punto de suspensión.
Para lograr mayor sensibilidad, el diámetro del carrete deberá ser pequeño. Fijar
al eje una flecha indicadora liviana, construida de madera de balsa. La escala graduada podrá confeccionarse adaptando una
tarjeta postal (observar la figura).
Las variaciones en la humedad atmosférica modificarán la longitud del haz de
cabellos y, por consiguiente, la posición
de la flecha indiadora.
Para graduar la escala, lo mejor es con-
Higrdmetro capilar
el recipiente está saturado al 100 por
ciento. Se pueden marcar otros puntos de
la escala confrontando el higrómetro de
cabelio con un higrómetro de bulbo seco
y húmedo (ver el experimento 4.114) buscando la humedad relativa en la tabla del
Apéndice 6 y marcando la posición de la
flecha de acuerdo con dicho valor. U n a
vez marcados así por lo menos tres puntos
de la escala bastará dividir los intervalos
en divisiones iguales ni .,ierándolos de 5
en 5 hasta 100.
4.113 U n abrigo para los instrumentos
meteorológicos
Ciertos instrumentos meteorológicos deben estar expuestos al aire libre. Es el caso
de la veleta, el anemómetro y el pluviómetro. Es conveniente proteger las partes
metálicas con una capa de grasa o de pintura; la pintura de aluminio sirve m u y
bien para este propósito.
Otros instrumentos, como el barómetro,
el termómetro y el higrómetro deberán
estar protegidos de la lluvia y el viento. A
tal efecto, pueden colocarse en una caja
El tiempo
4.113
de madera, sin tapa, dispuesta de tal forma
que uno de sus lados cerrados forme el
techo y el otro, el piso. El lado abierto y
los dos extremos de ia caja deberán estar
provistos de persianas como las que se
usan en las ventanas, lo que hará más
eficaz al abrigo permitiendo la entrada del
aire y resguardando a los instrumentos
del viento y las precipitaciones.
/
4.114 Determinación de la humedad relativa
A. Termómetros de bulbo seco y húmedo.
U n psicrómetro, con sus termómetros de
bulbo seco y húmedo puede construirse fácilmente. Dos termómetros de igual lectura
bajo condiciones similares se montan firmemente sobre una tabla de madera. Sabre el bulbo de uno de los termómetros Fe
coserá una banda de muselina de manera
que forme una especie de ‘media’ bien
ajustada. Esta ‘media’o mecha puede tam-
bién adquirirse lista para su colocación
inmediata. E n la tabla se asegurará también un frasco pequeño de boca ,estrecha
de m o d o que su parte superior se encuenltre en el mismo nivel, o levemente inferior que la parte superior del bulbo (ver
la figura). Este frasquito debe mantenerse
lleno de agua. Antes de efectuar la lectura
244
se proyectará aire sobre el bulbo húmedo,
apantallando durante uno o dos minutos.
La humedad relativa se determinará consultando las tablas psicrométricas en el
Apéndice 6.
B. Psicrómetro de honda. Si no se dispone
de un psicrómetro de honda, el instrumento descripto anteriormente en x se
puede transformar en uno de este tipo perforando la parte,superior de la tabla, agregando un cordel fuerte y retirando el depósito de agua. Al revolear10 en el aire
la evaporación alcanza su valor máximo y
se pueden efectuar lecturas más precisas.
Antes de revolear los instrumentos, los
termómetros deben asegurarse firmemente.
Conviene instruir a los alumnos sobre la
forma correcta de hacerlo antes de revolear
el aparato, dado que los golpes contra sus
cuerpos o un pupitre son accidentes comunes cuyo resultado es la rotura de los
termómetros. Calcular la humedad relativa
del aire dentro y fuera de la escuela e m pleando las tablas psicrométricas del Apéndice 6 y si existen diferencias explicar su
causa a los alumnos.
C. Higrómetro de punto de rocío. El higrómetro de punto de rocío consiste en
una copa de metal brillantemente pulida
y un termómetro preciso suspendido en
el agua que llena parcialmente la copa.
Este deberá sostenerse prendido en el interior de la copa por medio de un broche
de lápiz. Poner un cubo de hielo en el
agua y revolver sin cesar hasta que aparezca la primera evidencia de rocío en la
superficie exterior de la copa. Leer entonces de inmediato la temperatura del
agua así enfrisada (temperatura del punto
de rocío), y la temperatura atmosférica
y calcular la humedad relativa por medio
de las tablas psicrométricas del Apéndice
6 (ver además los experimentos 4.112 y
4.134).
Los vientos y el tiempo
4.115 El aire se expande al caientarse
Para mostrar que el aire caliente se dilata
tapar una botella con un corcho u otro
tipo de tapón atravegado por un tubo de
245
El tiempo
vidrio o una pajita para sbrber refrescos,
de unos 30 c m de longitud. Sumergir la
extremidad de este tubo en un frasco pequeño con agua. Calentar la botella y observar lo que sucede. Continuar calentando
hasta que se haya expulsado una gran
cantidad de aire y luego enfriarla vertiendo sobre ella agua fría o froitándola
con un trozo de hielo. ¿Qué se observa?
¿Cómo se puede explicar este fenómeno?
Otra manera de poner en evidencia la
dilatación,del aire es la siguiente: Adaptar un globo al cuello de una botella pequeña y colocar a ésta en una cacerola
con agua caliente. ¿Qué se comprueba?
¿Cómo explicaría este fenómeno?
El aire ejerce presión porque tiene peso.
Dicha presión puede medirse por medio
de un barómetro. Los tres factores más
importantes que afectan la presión del
aire son, la altura, la temperatura y la
humedad (ver el experimento 2.110).
4.116 El aire posee masa
El hecho de que la atmósfera posee masa
puede demostrarse fácilmente y con poco
gasto con ayuda de un globo grande. Inflarlo totalmente, colocarlo sobre el platillo de una balanza y determinar su masa;
luego, retirar el globo con cuidado procurando no perturbar la balanza o sus pesas. Desinflarlo y ponerlo de nuevo sobre
el platillo de la balanza. Los aliimnos observarán que ésta ya no está ‘en equilibrio’ y que el lado sobre el que se encuentra el globo es ahora más liviano -descartando el efecto de la fluctuación de la
balanza- (ver el experimento 2.304).
4.117 El aire ejerce presión
La presión atmosférica puede demostrarse
de diversas maneras. Hace que los líquidos se eleven en el interior de una pajita
para beber refrescos. Preparar un frasco
o botella con una ‘pajita’de tubo de vidrio
y un tubo corto acodado en ángulo recto
insertados en un tapón de goma en la form a que ilustra el dibujo. Cuando se tapa
con el dedo el extremo del tubo acodado
es difícil absorber el líquido a través de
la pajita, pero resulta fácil cuando se retira el dedo. Para demostrar que la presión
en la superficie del agua es el factor que
4.118
provoca la elevación del líquido en el tubo.
puede aumentarse ésta,soplando a través
del tubo acodado en ángulo recto. E n esta
demostración se puede introducir una variante llenando por completo el frasco con
agua y cerrándolo con un tapón de g o m a
provisto de un solo tubo de vidrio. Se
puede desafiar a un alumno a que beba
agua a través de la ‘pajita’.Si se ha eliminado por completo el aire de la botella,
le resultará imposible (ver además los experimentos 2.305 y 4.104 B) .
4.118 El aire frío es más’pesado que el
caliente
A. Tomar dos bolsas de papel de aproximadamente el mismo tamaño. Abrirlas y
sujetar de la base de cada una de’ ellas
un piolín de 20 c m de largo mediante un
trozo de cinta adhesiva de celulosa, o
bien efectuando un agujero en el fondo
de cada bolsa, pasando por el mismo el
piolín y haciéndole luego un nudo en su
extremo. E n la otra extremidad del hilo se
hará un lazo que permita asegurarlo a1
fiel de la balanza en la forma que indica
la figura. Suspender cada bolsa cerca de
los extremos del fiel desplazándolas hacia
adentro y afuera hasta que estén perfectamente equilibradas. Calentar el aire con
una vela colocada exactamente debajo de
una de las bolsas. ¿Qué se observa? No
tocar la balanza durante algunos minutos.
¿Qué ocurre? Luego, calentar el aire debaja de la otra bolsa y observar qué sucede. ¿Cómo explicar el fenómeno observado?
B. Otra manera de estudiar la diferencia
de masa entre volúmenes iguales de aire
caliente y frío es empleando frascos en la
balanza en lugar de bolsas de papel. Ase-
El tiempo
4.11s
gurar ¡os frascos con lazos de piolín y
desplazarlos hasta que se encuentren ,en
equilibrio perfecto; luego, calentar suavenente uno de ellos y observar el efecto.
Dejar que se enfrfe hasta la temperatura
ambiente, observar y luego calentar el
otro frasco. Los balones confeccionados
con bulbos de lámparas eléctricas descartadas scn especisaImente adecuados para
esta experiencia.
4.119 Construcción de una caja para el
estudio de la convección
La construcción de una caja para demostrar por qué soplan los vientos es tarea
fácil. Conseguir una caja cibierta de m a dera o conglomerado y cortar una lámina
de vidrio que cubra exactamente la abertura de la misma formando una ventana.
Servirá m u y bien una caja de tizas con
mnura para la tapa. Cortar el vidrio de
manera que se adapte a la ranura y
246
locarán dos tubos de lámpara. E n caso de
que éstos no puedan conseguirse se podrán
usar en su lugar dos trozos de tubo para
envío de correspondencia de aproximadamente 15 c m de largo. Colocar un cabo
de vela corto en el fondo de la caja exactamente debajo de una de las 'chimeneasy
encenderlo. Hfará las veces de una zona
de la Tierra calentada por el Sol. Cerrar
la ventana y con la ayuda de un trozo de
papel humeante tratar de detectar la corriente de aire en cada una de las chimeneas. Observar el movimiento del aire
en el interior de la caja. Desplazar el cabo
de vela hasta situarlo debajo de la otra
chimenea y repetir el experimento. ¿Qué
se comprueba? ¿Cómo explicarlo? La corriente observada recibe el nombre, de corriente de convección (véase también el
experimento 2.128).
4.120 Detectando las corrientes de convección
A. Proteger una vela encendida de las corrientes de aire locales y con la ayuda de
un papel humeante detectar el recorrido
de ¡asicorrientes que se originan.
B. Entreabrir una puerta de comunicación
que separe una habitación caliente de una
fría y con un papel humeante estudiar las
corrientes de aire que se forman cerca
de la puerta a diferentes alturas del suelo.
C. Estudiar, de ser posible, las corrientes
de aire que se establecen en una pieza
calentada por un radiadbr o una estufa.
.-..
D. Detectar las corrientes de aire en una
.
habitación ventilada con ventanas de doble vidrio (o de guillotina), abiertas arriba y abajo.
Y
pueda deslizarse (ver la figura). Seguidamente perforar dos agujeros en uno
de los lados grandes de la caja, cerca
de ambos extremos. El diámetro de estos
agujeros deberá ser ?e 2,5 a 3 cm. La caja
deberá apoyarse con esta cara hacia arriba. Sobre los agujeros mencionados se co-
E. Mediante un alambre introducir una
vela encendida en una botella de leche y
observar lo que pasa. Ventilar la botella
con aire fresco. Colocar de nuevo la vela
encendida en la botella, pero esta vez separando las corrientes de aire frío y caliente por medio de un cartdn c3rtado en
forma de T,como puede verse en la figura. Con un papel humeante explorar las
corrientes de aire que se forman en a m bos lados del cartón.
El tiempo
247
4.122
Cómo se carga el aire de humedad
-C
Corrientes de convección
A Movimiento ascendente del
aire calentado
B Corriente descendente de
aire frío
c Alambre
F. Confeccionar un disco de metal cortando la tapa de una lata, y marcar una pequeña depresión exactamente en su centro. Cortar el disco casi hasta el centro
siguiendo radios equidistantes y torcer ligeramente en el mismo sentido todas las
paletas que quedan así separad.as. Apoyar
la hélice así obtenida sobre un alambre
puntiagudo y colocar el conjunto encima
4.121 La humedad atmosférica
La humedad atmosférica no es visible. Su
presencia puede demostrarse de la siguiente manera:
Colocar un poco de agua al fuego en un
recipiente con tapa y pico (pava o tetera).
E n su defecto cerrar un pequeño balón de
vidrio con un tapón atravesado por un tubo
de vidrio acodado en ángulo recto. Poner
un poco de agua en el balón y colocarlo
encima de una llama. Cuando el agua
hierva y el vapor escape por el pico observar la nube que se forma. No es vapor
sino agua condensada. Observar los alre-
dedores del pico cuando el vapor escapa.
¿Puede verse? Sostener una vela o un
mechero de Bunsen en medio de la nube
de vapor condensado (ver la figura). ¿Qué
se observa? ¿H,acia donde se dirige la humedad?
Hélice accionada por las
corrientes de convección
de una vela o de cualquier otra fuente de
calor. Si está bien construida, una hélice
de este tipo girará también sobre un radiador o una lámpara eléctrica encendida.
(Ver también el experimento 2.127.)
G. Se puede construir una hélice m á s sensible con la tapa de lámina metálica de una
botella de leche. Colocar la tapa sobre una
hoja de papel secante, con su parte plana
hacia abajo. Con la punta de un lapicero
de bolilla, marcar una ligera depresión en
su centro. Luego en el reborde doblado
de su cara inferior recortar ‘pétalos’ a
m o d o de paletas de turbina. Hacerla girar
sobre el extremo de un alambre o de una
aguja clavada en un corcho.
4.122 Determinación del peso del agua
‘perdida’ por evaporación
Mojar una toalla de baño y escurrirla colgándola luego en una percha. Suspender
Determinacih de la cantidad de agua
‘perdida’por evaporación
W
4.122
El tiempo
248
ésta de uno de los extremos de un palo
largo equilibrado sobre el canto de una
lima triangular apoyada en uno de los
ángulos de una mesa. Observar la toalla
una hora después. ¿Por qué ha perdido
peso? ¿Qué ha ocurrido con el agua? Suspender pesos del palo hasta restablecer el
equilibrio. ¿Qué cantidad de agua se ha
evaporado?
agua en una ltata alta y de diámetro menor
que el del recipiente. Poner ambos, uno
junto al otro para que el efecto de la temperatura y movimiento del aire sea igual
en los dos. Al día siguiente determinar
la cantidad de agua que queda en cada uno
de los recipientes. ¿Cuál es la causa de la
diferencia en la cantidad de agua evaporada?
4.123 El sirelo despide humedad por evapxación
Llenar una maceta con tierra húmeda y
colocarla sobre una balanza. Equilibrarla
con pesas y anotar su peso. Verificar el
peso nuevamente 24 horas m á s tarde.
4.128 La temperatura afecta la rapidez de
la evaporación
Calentar una .zona de un pizarrón o pizarra utilizando una vela u exponiéndola
al sol, en posición horizontal. Depositar
gotas de agua de iguales dimensiones 'sobre la zona caliente y sobre otra fría. Observar las gotas y comprobar qué ocurre.
4.124 Las plantas de interior despiden
humedad
Recubrir la hoja de una planta de interior
o de jardín con una bolsa de celofán cerrando la abertura alrededor de la rama
con un el$stico. Observar la bolsa una hora
m á s tarde. ¿Qué se comprueba? ¿De dónde
proviene la humedad?
4.125 Las demás plantas despiden humedad
Plantar en una maceta algunas plantas
jóvenes de habas o arvejas y dejar que
crezcan hasta una altura de 10 o 15 cm.
Envolver la boca de la maceta con una
hoja de celofán o una membrana de caucho replegándola cuidadosamente alrede-.
dor de las ramas de modo que cubra toda
la tierra de la maceta. Invertir sobre las
plantas un frasco limpio y seco y observar
lo que ha pasado al cabo de una hora.
¿Qué se comprueba? ¿De dónde proviene
la humedlad?
4.126 Humedad producida por la respiración
La humedad producida por la respiración
se puede poner en evidencia proyectando
el aliento sobre la superficie fría de un
espejo, un vidrio o una botella.
4.127 L a magnitud de la evaporación es
función de la superficie
Conseguir un recipiente grande y chato,
como una fuente para hornear y llenarlo
con agua. Poner la misma cantidad de
4.129 El aire en movimiento influye en la
velocidad de evaporación
Con una esponja o trapo mojados humedecer extensiones iguales a cierta distancia las unas de las otras, sobre un pizarr6n frío. Abanicar una $e las manchas
con un cartón y dejar a las otras evaporarse solas. ¿Por qué la evaporación es
m á s rápida en un caso que en.otro?
4.130 El grado de humedad del aire influye en la rapidez de la evaporación'
Fijar un trozo de tela sobre un aro o
marco de madera de 30 cma de superficie
y unos 3 c m de espesor. Mojar la tela.
Con una esponja o un trapo mojados humedecer dos extensiones iguales s o b e un
pizarrón frío. Cubrir una de ellas con el
marco con la tela húmeda y dejar la otra
al aire libre. Instantes m á s tarde observar
las dos manchas. ¿Cuál de ks dos se seca
m á s rápido? ¿Qué influencia ejerce el aire
húmedo (aprisionado debajo del marco)
sobre el proceso de evaporación?
Cómo el aire pierde su humedad
4.131 L a humedad se condensa sobre las
superficies frías
Poner un poco de hielo en una caja de
hojalata brillante. Al cabo de un momento
observar la superficie exterior de ésta.
¿Qué se comprueba? i.De dónde proviene?
249
El tiempo
4.132 Estudiando el ciclo del agua
Calentar agua hasta el punto de ebullición. Verterla en un vaso y hacerlo girar
inclinándolo de manera que se humedezcan sus paredes hasta el borde, Verter
agua m u y fría en un recipietite de vidrio,
redondo, y colocarlo sobre el vaso inclinándolo cemo indica la figura. El vapor
4.135
de agua, el papel de la Tierra. El agua se
evapora y asciende hasta la bandeja enfriada, que representa las capas elevadas de
la atmósfera que cubre la Tierra, enfriad'aspor expansión. Allí la humedad se condensa sobre la bandeja precipitándose en
forma de lluvia sobre el sembrado.
4.134 Temperatura del punto de rocío
La temperatura del punto de rocío se puede determinar empleando un envase de
hojalata de superficie brillante que contenga un poco de agua, un termómetro y
algunos trozos de hielo. La determinación
de la temperatura del punto de rocío constituye una importante observación meteorológica. Es la temperatura a la que comienza a condensarse la humeciad del aire,
que sube del agua caliente se condensa
sobre la superficie fría del balón y vuelve y varia de un día a otro.
Asegurarse previamente de que el extea caer en el vaso en forma de gotitas.
Este experimento ilustra la evaporación, rior de la lata esté limpio y libre de imcondensación y precipitación, reproducien- presiones digitales. Colocar la lata sobre
do el ciclo del agua tal como existe en la una hoja de papel impreso de m o d o que
la impresión se refleje claramente en su
naturaleza.
superficie brillante. Luego, agregar hielo
al agua, poco a poco y revolver cuidadosa4.133 Demostración del ciclo de fa lluvia mente con el termómetro. Vigilar atentaColocar sobre una mesa una caja que con- mente la temperatura y tomar nota de la
tenga plantas recién nacidas. A 35 o 40 c m que indica el termómetro en el instante
por encima de esta caja, sostenida por un en que en la superficie exterior de la lata
soporte colocar una bandeja de metal con comienza a formarse rocío, es decir, cuando las letras del impreso dejen de observarse claramente. Dicha temperatura será
aproximadamente la del punto de rocío.
(Ver también el experimento 4.114.)
4.135 Formación de una nube en el interior
de una botella
Para lograr que se forme una nube dentro
de una botella, deberá obtenerse una botella grande, de vidrio, a la que se adaptará un tapón de g o m a atravesado por
Un tubo de vidrio de 10 c m de largo. Poner
agua caliente en su interior hasta una
altura de unos 3 c m y en la parte ocupada
por el aire dispersar tiza en polvo. M e trozos de hielo. Poner una tetera o un diante un trozo de conducto de g o m a cobalón con agua sobre una fuente de calor, nectar el tubo de vidrio a un inflador de
de manera que el vapor pase entre las plan- bicicleta (observar la figura). Sujetar el
tas'jóvenes y la bandeja (ver la figura). tapón y pedir a un alumno que bombee
El dispositivo está ahora listo para estu- aire en el interior de la botella. Cuando el
diar el ciclo de la lluvia en pequeña escala. aire esté comprimido en el interior, dejar
La tetera o balón desempeña, como fuente que salte el tapón y observar qué ocurre.
4.135
El tiempo
Si no se consigue formar una buena nube
introducir en la botella un poco de h u m o
proveniente de un fósforo o un trozo de
papel humeante.
El aire del interior de la botella se enfría al expandirse haciendo descender la
temperatura por debajo del punto de rocío.
Proyectos meteorol6gicos
4.137 C ó m o llevar un registro de los fenómenos meteorológicos
Se puede registrar en forma de cuadro
periódico, la fecha, hora, temperatura, aspecto del cielo y características del viento,
efectuando la lectura de los instrumentos
diariamente y a ifamisma hora. Las anotaciones pueden hacerse en una libreta
bajo el siguiente encabezamiento:
Fecha
interior de una botella
La humedad se condensa formando una
nube. E n forma similar a lo ocurrido en la
experiencia, al elevarse el aire caliente por
encima de la superficie del suelo, disminuye la presión atmosférica, el aire al expandirse se enfría y cuando su temperatura
desciende por debajo del punto de rocío,
se forman las nubes.
4.136 C ó m o estudiar los copos de nieve
Si en la región nieva, se recogerán algunos
copos de nieve sobre un trapo de lana de
color oscuro y se los observará con una
lupa (ver la figura). Se comprobará que
presentan numerosas y variadas formas,
250
Hora
Temperatura
Cielo
Viento
Lluvia
Pueden obtenerse informaciones útiles mediante el trazado de gráficos de: temperatura-tiempo;precipitación pluvial-tiempo;
cambios en el aspecto del cielo durante
cierto período y también de las variaciones en la intensidad del viento.
A menos que el registro se realice con
fines oficiales, en cuyo caso deberán e m plearse los símbolos internacionales, pueden usarse escalas abreviadas. Si no se
dispone de un termómetro, una escala conveniente es: m u y caluroso, caluroso, m o derado, fresco, frío y m u y frío. La velocidad del viento puede registrarse también de la siguiente manera:
Leve: Mueve el h u m o pero no hace girar las veletas.
Moderado: Levanta el polvo del suelo y
sacude apenas las ramas pequeñas.
Fuerte: Se mueven las ramas grandes.
M u y fuerte: Levanta nubes de polvo,
hace volar los papeles y sacude árboles
enteros.
Tempestad: Arranca las ramas de los
árboles.
La dirección del viento se puede indicar
mediante una flecha en la columna del
@Sol
brillante
0
Claro
@Parcialmente nublado
Lluvia
8
de estructura siempre hexagonal.Los copos
de nieve se cuentan entre las cosas m á s
hermosas de la naturaleza que nos es
dab!e observar.
Nieve
registro correspondiente al viento, pero
también puede construirse una estrella de
papel como la representada en la figura,
El tie!mpo
251
trazando una línea cada día a través del
brazo que coincida con mayor aproximación con la dirección del viento. Para indicar las condiciones generales se pueden
emplear los demás símbolos.
4.138 Sistemas frontales en miniatura
El experimento siguiente se puede e m plear para demostrar en forma ilustrativa
y eficaz lo que ocurre cuando se encuentran dos sistemas frontales. Las indicaciones que se detallan a continuación deberán seguirse al pie de la letra y prepararse el acuario con todo cuidado:
a) Adaptar un acuario de cualquier tamaño, pegando tiras de unión plegadas del
tipo empleado en las carpetas plegables
de acetato. Dichas tiras deberán pegarse
en los lados y fondo del acuario. Las carpetas plegables son las del tipo usado por
los estudiantes para guardar sus apuntes
y pueden adquirirse en una papelería. Para
4.139
el pegado de las tiras en los lados y fondo
interior del acuario puede usarse cemento
plástico para modelistas o cemento de
contacto. Estas formarán guías a prueba
de agua y estancas en las que se podrá
deslizar un tabique de vidrio. E n lugar de
guías de plástico, pueden emplearse también guías metálicas fijadas con masilla.
El tabique se confeccionará cortando un
trozo de vidrio de las dimensiones requeridas, de manera que calce en las guías
plásticas pero dejando libre la parte superior del acuario (ver la figura a).
b) Verter agua caliente en uno de los
compartimientos y agua fría en el otro.
Agregar al agua caliente colorante rojo
del empleado en el arte culinario, y al agua
fría colorante azul con cierta cantidad de
Sal.
c) Retirar el tabique: El agua azul, que
representa una masa de aire frío se desplazará hacia el fondo y el agua roja (masa de aire caliente) quedará en la parte
superior. Esta última formará estratos, sin
mezclarse mucho.
d) Para demostrar en qué consiste un
sistema frontal ocluido, se insertará nuevamente la división y se revolverá suavemente en uno de los lados (la masa intermedia).
a
b
d
.
C
e
e) Retirar el tabique: La masa intermedia (el frente ocluido) se abrirá camino
entre las capas caliente y fría formándose
tres estratos distintos.
Independientemente de lo expuesto, pueden surgir diversos temas de estudio, cuando los jóvenes comiencen a formular preguntas y a descubrir por sí mismos las respuestas a interrogantes de este tipo: ¿Qué
hubiem ocurrido si no se hubiese colocado
sal? ¿Y si ambas masas de agua, coloreadas, hubieran estado a la misma temperatura? LCuál es la diferencia de temperatura entre las dos (o las tres) capas de
agua?
4.139 Medición de la velocidad de los
vientos de altura
Para esta experiencia se requieren los siguientes materiales: un globo inflado con
un gas ‘más liviano que el aire’, dos trans-
El tiempo
4.139
portadores, una regla graduada, un trozo
de madera de 40 x 2 x 2 cm, un peso, y un
carrete de hilo blanco.
El procedimiento es el siguiente: Fijar
un transportador a uno de los lados del
trozo de madera en la forma que ilustra
la figura, cuidando que el borde recto del
transportador sea paralelo a la cara superior de la madera. Colgar el peso, suspendido de un hilo desde el centro del transportador haciendo las veces de plomada.
U n a pajita para beber refrescos facilitará
b
la operación de dirigir la visual. Hecho
esto, se dispondrá de un sencillo instrumento de tránsito portátil.
Cuando la plomada indique 90" sobre el
transportador, el instrumento estará en
posición horizontal, y cuando señale 80"
su ángulo de inclinación coincidará con
dicha medida. Para determinar la inclinación del instrumento deberá siempre restarse de 90" el Bngulo indicado por el
transportador. Convendrá practicar en clase el manejo de este instrumento: para
ello, un alumno se ubicará en un punto
cuya distancia con respecto a la pared se
medirá previamente (entre 3 y 5 m) y
desde el mismo medirá el ángulo formado
252
por la visual dirigida a la parte m á s elevada de la pared, con la horizontal. Para
hacerlo deberá determinar a cuántos grados por encima de la horizontal deberá
elevar la pajita para dirigir la visual a la
parte superior del muro. E n un papel para
gráficos el alumno medirá horizontalmente
el número de unidades equivalente a su
distancia a la pared. E n el extremo de
esta horizontal dibujará el ángulo correspondiente a la elevación indicada por su
instrumento. El dibujo en escala de la
distancia a la pared y su ángulo de elevación indicará la altura del cielorraso por
encima del nivel del ojo. Por ejemplo:
supongamos que el alumno parado a siete
metros de la pared determina que la parte
superior de ésta se halla a 30" por encima
de la horizontal (la lectura del transportador será 60"): el cielorraso se encontrará aproximadamente a 3,5 m por
encima del nivel de su ojo. Para hallar
la altura de la habitación habrá que sumar
a esos 3,5 la altura a la que se encuentran los ojos del alumno.
Hecho esto, atar el globo lleno de gas
a un hilo largo para poder recogerlo
cuando se lo suelta hacija el techo del aula.
Soltarlo y verificar cuánto tienfpo tarda
en llegar al cielorraso. Efectuar esta operación varias veces y calcular la velocidad
media de ascensión desde el suelo. Dividir
la altura del cielorraso por el tiempo empleado y determinar la velocidad de ascenso del globo.
Los alumnos pueden ahora I!evar el globo al exterior y medir la velocidad de los
vientos de altura. Se deberá asignar a un
alumno cada una de las siguientes tareas:
a) mantener la visual fija en el globo,
observando a través de la pajita; b) leer
cada 30 segundos el ángulo indicado por
la plomada; c) controlar el tiempo cidvirtiendo cada 30 segundos al encargado
de efectuar la lectura; d) tomar nota del
tiempo transcurrido y el ángulo medido,
al final de cada intervalo.
Una vez registrados los datos del seguimiento del globo correspondientes a unos
cuantos minutos, se podrá representar gráficamente la posición del mjsmo a1 final
de cada intervalo de 30 segundos. Hecho
esto podrá determinarse su desplazamien-
253
El tiempo
to horizontal empleando la misma estala
para ambas distancias, horizontal y vertical.
4.140 Preparación de una figura indicadora
del tiempo
Sumergir un trozo de papel secante blanco
en una solución de dos partes de cloruro
de cobalto y una parte de sal común. Este
papel, mientras permanezca húmedo será
de color rosado, pero al secarse al sol
o cerca de un mechero de Bunsen virará
al color azul. Este es el principio de las
figuras indicadoras del tiempo.
'Se puede confeccionar un indicador de
este tipo, de construcción casera, de la
siguiente manera: Conseguir una lámina
que represente un paisaje con una buena
proporción de agua o cielo y recortar una
plantilla de papel secante preparado en la
forma indicada, que cubra exactamente
una de dichas áreas. Pegar la lámina en un
cartón y colgarla cerca de una ventana
Responderá rápidamente a las variaciones
del estado higrométrico de la atmósfera.
4.141 Determinación de la cantidad de
polvo en suspensión en el aire
Para determinar la cantidad de polvo que
se deposita en las Cercanías se requieren,
por lo menos, tres recipientes de vidrio
de boca ancha, de 5 litros de capacidad y
también aproximadamente 10 litros de
agua destilada (el agua común, de la cñnilla puede contener pequeñas partículas
4.141
que afectarían la estimación del polvo precipitado). Se necesitará además una cacerola de 2 o 3 litros u otro recipiente susceptible de ser calentado si3 peiigro de
rotura y lo último, aunque no lo menos
importante: Se requiere una balanz:: que
pese con una precisión del centigramo o
miligramo más próximo.
Verificar que los recipientes estén limpios y luego enjuagarlos con un poco de
agua destilada; finalmente, verter en cada
uno de ellos 1,5 litros de agua destilada.
Marcar el nivel del agua con esmalte para
uñas; con una raya efectuada con una
lima, o por cualquier otro procedimiento,
de manera que la señal no pueda ser borrada por la lluvia. Cubrir la boca del recipiente con una tela metálica para que
no penetren insectos. Colocar los tarros al
aire libre, distribuidos en distintos lugares.
Deberán estar a una altura de 1,5 m sobre
el nivel del suelo y no debajo de árboles
o aleros de edificios.
Dejar los recipientes en su ubicación
durante 30 días, inspeccionándolos periódicamente. Al cabo de algunos días agregar agua destilada hasta la altura del nivel
original (si el recipiente se secara, el viento haría volar el polvo). La lluvia puede
caer en el interior de los tarros sin ocasionar ningún inconveniente, a menos que
los recipientes desborden. Si esto ocurriera habría que repetir el experimento.
Transcurridos 30 días, llevar los recipientes al interior. Para determinar qué
cantidmad de polvo hay en cada uno se
pesará en primer término, en la balanza,
la cacerola de 2 o 3 litros, tomando nota
del peso resultante; luego se verterá el
agua del recipiente en la cacerola y se
enjuagará éste con agua destilada para
extraer todas las partículas de polvo contenidas en el mismo. Seguidamente se calentará el agua de la cacerola hasta que
se evapore totalmente, teniendo cuidado
de no sobrecalentarla porque 6e quemaría
el polvo. Dejar enfriar la cacerola y pesarla nuevamente en la balanza. Se obtendrá así el peso del polvo m á s el de la
cacerola. Restando de esta c i h el peso
de la cacerola vacía, previamente determinado, se tendrá el peso del polvo.
Si la balanza empleada s6Io pesara en
4.141
El tiempo
centigramos, convertir el peso del polvo
en miligramos multiplicándolo por 10. Las
cifras indicarán cuántos miligramos de
polvo han caído a través de la boca del
recipiente en el curso de un mes. Si se
desea saber a cuántas toneladas por kilómetro cuadrado equivale este resultado,
será menester calcular en primer término
el área de la boca del recipiente. Una
simple divis:ón indicará la cantidad en
miligramos caída por centímetro cuadrado. El número de toneladas métricas caídas por kilómetro cuadrado se obtendrá
multiplicando este resultado por 10. (Si
se quisiera expresar dicho resultado en
toneladas por milla cuadrada, bastaría con
multiplicar el número de miligramos por
centímetro cuadrado por 25,5.)
$e ha obtenido la misma cifra para
cada uno de los recipientes colocados? (Si
los números difirieran mucho, para tener
una idea m á s precisa de la cantidad de
polvo caída en la zona conviene tomar el
promedio de los mismos.) ¿Por qué razón
alguno de los recipientes puede recoger
m á s polvo que otro? Examinar las posib!es
causas de este fenómeno. Repetir la investigación durante otro mes, o en el próximo año para comprobar si varía la cantidad de polvo en suspensión en el aire.
4.142 Experimento durante una tormenta
eléctrica
Para esta experiencia se necesitan: un reloj provisto de segundero; un compás, una
hoja de papel y, por supuesto, una tormenta eléctrica. E n primer lugar se deberá dibujar en la hoja de papel un mapa
esquemático, a escala del área comprendida dentro de un radio de aproximadamente 15 kilómetros. Sobre el mismo deberán trazarse círculos concéntricos espaciados a 1, 2, 3..., 15 kilómetros a partir
del lugar de observación. En el curso de la
tormenta eléctrica se podrá determinar
fácilmente la posición de cada relámpago
de la siguiente manera: (1) precisando la
dirección por observeción visual y (11)
calculando la distancia dividkndo por tres
el intervalo en segundos que media entre
el relámpago y el sonido del trueno. El
resultado indicará en forma aprcximada
254
la distancia en kilómetros. Pasada la tormenta su trayectoria quedará iiid:cada en
el mdpa.
Las nubes y el tiempo
4.143 Estudiando las nubes y sil formación
Las nubes constituyen el testimonio visible de la existencia de humedad en el aire.
Esta puede encontrarse en forma líquida,
como gotitas de agua, o como cristales de
hielo o en ambas formas simultáneamente.
Cada formacion típica de nubes es indicadora del grado de estabilidad de la atmósfera en que se ha formado. Las nubes
en forma de capas, o estratiformes, son
por lo general índice de condiciones estables de evolución más bien lenta. Las que
presentan gran desarro110 vertical (cumuliformes) indican un grado de inestabilidad atmosférica generador de cambios
rápidos en las formaciones nubosas. Por
esta razón, los meteorólogos encargados
de la predicción del tiempo consideran de
s u m o interés disponer de descripciones
precisas de las nubes en todos los lugares
donde se efectúan observaciones meteorológicas. Dado que las formaciones nubosas
se hallan continuamente en procesos de
crecimiento o decadencia, pueden presentar una infinimta variedad de formas. No
obstante ello, es posible definir un número limitado de formas características,
que se observan por lo general en todo
el mundo, bajo las cuales es posible clasificar aproximadamente los distintos tipos (véanse las fotografías de las páginas
257 y 258).
Además de su carácter estratiforme o
cumulifotme, las nubes pueden agruparse
según las alturas medias de sus bases con
respecto al suelo en bajas, medias y altas, pero ésta no es una clasificación precisa dado que dichas alturas varían según
el 'terreno, la humedad media reinante y
las condiciones meteorológicas.
Las nubes bajas comprenden a la niebla,
los estratus, estratocúmuios, cúmulus y
cúmulonimbus. Estos se observan cuando
las masas de aire se desplazan sobre regiones de la tierra cuya superficie está
m á s caliente o m á s fría que aquéllas. El
calentamiento desigual transferido desde
255
El tiempo
la superficie terrestre a una capa de aire
más fría da origen frecuentemente a la
formación de nubes del tipo cúmuliis que
continuarán desarrollándose verticalmente
hasta transformarse en cúmulonimbus o
frentes de tormenta. La altura media de
la base de las nubes bajas oscila entre
la superficie terrestre y 2.200 metros. Por
lo general están formadas íntegramente por
gotitas de agua y normalmente son m u y
densas.
Las nubes medias incluyen a los altocúmulus y altostratus y la altura promedio
de sus bases oscila entre 2.200 y 7.700 m e tros. Están constituidas por gotitas de agua
o cristales de hielo o generalmente por
ambos y presentan una considerable variación en su densidad. El piloto de un
avión que vuele dentro de una nube densa
formada por gotitas de agua dispondrá
sólo de una visibilidad de pocos metros,
en tanto que en una nube de cristales de
hielo podrá ver hasta una distancia de un
kilómetro.
Las nubes altas son los cirrus, cirrocúmulus y cirrostratus, cuyas bases se encuentran generalmente por encima de los
5.500 metros. Siempre están formados por
cristales de hielo y su densidad es m u y
variable. U n a de las características distintivas de las nubes cirriformes es el
halo que producen en torno de los discos
del Sol o de la Luna como consecuencia
de la refracción de la luz solar o lunar al
pasar a través de los cristales de hielo.
Unas nubes m á s bajas, los altostratus contienen gotitas de agua y en vez de halos
exhiben el fenómeno de la corona solar
o lunar.
Otra de las grandes categorías de nubes
comprende ‘a las que acusan gran desarrollo vertical’. Esta categoría incluye a todas las nubes bajas del tipo cúmulus, con
excepciún de los cúmulos de buen tiempo
y los estratocúmulus. Los cúmuloniinbus
o ‘frentes de tormenta’ constituyen una
categoría especial de nubes porque su
desarrollo puede extenderse a todos los
niveles, desde los más bajos a los más
elevados, y durante su ciclo evolutivo pueden realmente dar origen a casi todos los
demás tipos de nubes.
Las notas que siguen facilitarán la iden-
4.143
tificación de las distintas clases de nubes.
Niebla. La niebla es una nube estratiforme cuya base se encuentra en la superficie de la tierra. E n las regiones m o n tañosas se puede observar una capa única
de nubes estratiformes designada como
capa nubosa por una estación meteorológica situada en un valle y como niebla por
un observatorio de la montaña. La niebla
puede estar formada tanto por agua como
por hielo.
Estratus. Es una nube estratiforme de
tipo bajo, frecuentemente originada como
resultado de la elevación de ia niebla superficial. Se produce cuando la atm6sfera
es estable. También se forman estratus
cuando el aire hiímedo es levantado por
una superficie frontal, por un terreno inclinado o por advección, como ocurre
cuando aire caliente y húmedo se desplaza
sobre una superficie m á s fría. Este tipo
de nube es generalmente de color gris y
sin contornos bien definidos. Los estratos
tienen generalmente entre 100 y 500 metros de espesor.
Estratocúrnulus. Constituyen un manto
de nubes cuyas bases se hallan a una
altura uniforme con respecto al suelo y
que evidencia cierta tendencia al desarrollo vertical. U n estratocúmulus visto desde
la tierra se caracteriza por sus zonas luminosas y oscuras y un aspecto como de
surcos o rayas de luz y áreas más oscuras.
Nimbostratus. Las nubes de este tipo
se hallan siempre asociadas a las precipitaciones -llovizna, lluvia o nieve-. La
altura de la base de un nimbostratus es
m u y difícil de apreciar debido a su color
un tanto oscuro y uniforme y a su forma
no definida netamente. Se origina en distintos niveles desde los m u y bajos hasta
los de las nubes medias. La precipitación
es continua, no en chaparrones, y su intensidad puede ser m u y variable.
Citrnulus. Los cúmulus, a veces el tipo
m á s común de nubes, presentan gran variedad en sus dimensiones y formas. Los
de buen tiempo son las nubes pequeñas
con forma de cabeza de hongo típicas de
los cielos de la primavera y el verano. Se
forman generalmente a una altura uniform e del suelo. S u tamaño aumenta en las
horas m á s calurosas del día y se disipan
CIRRUS
CIRROCUMULUS
Capa de ALTOCUMULUS
ALTOCUMULUS ienticulares o amigdaloides
NIMBOSTRATUS
ESTRATOCUMIJLUS
4.143
CIRROSTRATUS
ALTO STRATU C
aar
ESTRATUS
CUMULONIMBUS
hacia la puesta del sol. Un detalle característico es su ‘aspecto de coliflor’. Los
bordes de los cúmulus son netos y bien
definidos. Los cúmulus elevados llamados
a veces mamatocúmulus se extienden hasta una altura de varios millares de pies
y preceden a las tronadas. Sus dimensiones aumentan rápidamente y presentan el
aspecto de algo hirviente, cambiando continuamente de forma. Todas las nubes
del tipo cúmulus son m u y densas y de
apariencia pesada. La precipitación proveniente de las nubes cumuliformes se
produce bajo la forma de chaparrones más
que como lluvia o nevadas continuas. Las
bases de los cúmulus pueden hallarse aproximadamente a cualquier altura desde niveles m u y bajos hasta intermedios.
Altocúrnulus. Son m u y similares a los
estratocúmulos pero en vez de originarse
en los niveles más bajos, tienen lugar‘en
los niveles medios. Ciertas formas características de altocúmulus son indicadoras
de fenómenos meteorológicos particulares
y revisten especial significación para los
meteorólogos y pilotos. Una de ellas es la
nube de forma amigdaloide o lenticular
denominada lenticufaris, asociada con una
acción ondulatoria en el campo de los vientos de altura. Las nubes individuales m o difican continuamente su aspecto como
formas nubosas, en uno de sus bordes,
disipándose en el otro. Otro tipo particular de altocúmulus es el llamado altocúmulus casteilatus. Presenta el aspecto
de pequeños cúmulos elevados, con torres
y torrecillas cuyas formas varían continuamente disipándose y volviendo a formarse nuevamente. Las nubes de este tipo
indican inestabilidad en las capas medias
de la atmósfera y frecuentemente anuncian posibles tormentas eléctricas al cabo
de pocas horas.
Altostratus. Son capas de nubes situadas en los niveles medios de la atmósfera,
generalmente formadas por gotitas de agua
o por una mezcla de éstas y cristales de
hielo. Indican aire estable y las precipitaciones provenientes de nubes de este tipo
son por naturaleza leves y continuas. AItocúmulos y altostratus frecuentemente se
presentan juntos. El disco del Sol o de la
Luna, al brillar a través de los altostratuc
4.143
El tiempo
puede exhibir el fenómeno llamado corona, que distingue a estas nubes de los
cirrostratus.
Cirrus. Son nubes tenues, semejantes a
plumas que frecuentemente se presentan
en forma de parches o bandas estrechas.
Están formadas íntegramente por cristales
de hielo y sus bases se encuentran a
gran altura con respecto al suelo. Muy
frecuentemente los cirrus anuncian la
aproximación de un sistema frontal de
tormentas. Los cirrus rara vez son lo suficiente densos para ocultar por completo
al Sol c a la Luna, aunque pueden espesame lo bastante para que las sombras
proyectadas se tornen borrosas e indefinidas.
Cirrocúmulus. Estas nubes, que forman
una capa o lámina, se asemejan generalmente a pequeños copos blancos de algodón. A veces pueden confundirse con los
altocúmulus, pero las nubes aisladas que
constituyen sus elementos son por lo general mucho más pequeñas que aquéllos.
Cirrostratus. Son nubes formadas por
cristales de hielo en niveles elevados, a
m o d a de capa o lámina cuya densidad puede variar desde espesores tan finos que
sólo es posible percibirlas observando
atentamente hasta formaciones nubosas
lo suficiente densas para ocultar el Sol.
Los cirrostratus originan el fenómeno del
halo. Habitualmente las nubes de este tipo
indican la aproximación de un sistema
frontal de tormenta.
Cúmulonimbus. Es una nubosidad densa
y de aspecto pesado que se desarrolla hasta grandes alturas, frecuentemente acompañada por relámpagos y truenos, chaparrones fuertes, a veces, granizo y ocasionalmente tornados y trombas. Es característica de los cúmulonimbus desarrollar en
su parte superior una larga pluma o una
formación con aspecto de yunque. LOS cúmulonimbus son literalmente verdaderas
'fábrimcas' de nubes, dado que durante su
corta evolución pueden originar a cssi todos los demás tipos de nubosidad. Las cúspides de los cúmulonimbus superan con
frecuencia los 20.000 metros, en tanto que
sus bases pueden formarse en cualquier altura, desde las proximidades de la superficie terrestre hasta los 3.000 o 4.000 m e -
258
tros. L a velocidad de crecimiento de un
cúmulonimbus es a veces del orden de
2.000 metros por minuto.
4.144 Observaciones y descripción de frentes cálidos y fríos
A. Frente cálido. Los frentes cálidos están
precedidos por un lento descenso del barómetro. Se observarán cirrus y generalmente cabe esperar una tormenta al cabo
de 24 o 36 horas. La estructura de las
nubes se espesará gradualmente a medida
que avancen; de cirrus a cirrostratus, luego altocúmulus o altostratus y finalmente
nimbostratus o cúmulonimbus. La precipitación a menudo comienza desde densos
altostratus, antes de que éstos sean ocultados por nubes m á s bajas del tipo estratus o cúmulus. A medida que el frente
pase, cambiará la dirección del viento, el
barómetro se elevará un poco, cesará la
precipitación, comenzará a aclarar el cie!o
y la temperatura comenzará a ascender
notablemente. Durante el verano, detrás
de un frente cálido, por la tarde pueden
producirse chaparrones, tormentas eléctricas y truenos.
B. Frente frío. Al aproximarse un frente
frío el barómetro descenderá m u y rápidamente. Los frentes fríos se desplazan más
rápido que los calientes. Su velocidad media es de 32 a 40 kilómetros por hora
(aunque en ciertos casos se mueven a m e nos de 16 kph y ocasionalmente a más
de 56 kph). El paso de los diktintos tipos
de nubes será proporcionalmente más veloz que en el caso de un frente cálido. La
transición de cirrus a cirrostratus y luego
a altostratus o altocúmulus tendrá lugar
frecuentemente en el curso de pocas horas.
La precipitación podrá comenzar entre 12
y 30 horas después de observarse por primera vez los cirrus.
Altura aproximada
Nivel
Superior
Medio
Inferior
3-8 km
2-4 ,,
desde el
suelo
-2km
Clima
templado
tropical
5-13 km
6-18 km
2-7
,,
desde el
suelo
-2km
Clima
2-8
,,
desde el
suelo
-2km
259
El.tiempo
Durante el verano los cúmulos se transformarán en cúmulonimbus y producirán
chaparrones y truenos. En invierno, los
nimbostratus o estratocúmulus traerán lluvia o nieve. Cuando el frente pase, el viento cambiará bruscamente, el barómetro se
elevará paulatinamente y descenderá la
temperatura.
Si el frente se desplaza rápidamente,
pronto comenzará a aclarar, pero si su
movimiento es relativamente lento la nubosidad y la precipitación pueden durar
varias horas.
C. Tornados. Los tornados son originados
por las mismas condiciones atmosféricas
que provocan el granizo y las tronadas,
en particular, por la colisión entre masas
de aire cálido y frío. Los tornados no pueden predecirse, pero las condiciones del
aire en que se originan son conocidas, y
cuando existen, las oficinas meteorológicas informan habitualmente acerca de la
'posibiligad de tornados'. Un tornado cubre un área de 70 a 330 metros de ancho
y se desplaza con una velocidad media.
de 23 a 63 km por hora. E n el hemisferio
norte los tornados tienen lugar con mayor
frecuencia entre el 1* de abril y el 15 de
julio y por lo general al finalizar la
tarde. Cuando el aire es húmedo y su
temperatura supera los 26" y se produce
el arribo de una masa de aire frío, existe
siempre la posibilidad de que se produzca
4.144
un tornado. Frecuentemente, antes o después de éste se observan las nubes denominadas mamatocúmulus.
D. Huracanes. El huracán tropical es la
m á s devastadora de las tormentas. Aunque se producen en todo el mundo y se
los designa con diferentes nombres, todos
las huracanes se originan en las regiones
ecuatoriales. En el norte del ecuador, la
dirección general de su desplazamiento es
de N a NO o NE. Al sur del eciiador,
los huracanes se mueven en direcciones
opuestas.
Las formaciones nubosas características
de los huracanes son casi las mismas que
se observan en un frente cálido, con la
siguiente secuencia general de cambios:
(a) cirrus, (b) cirrostratus, aproximadamehte a 1.600km,precediendo al huracán,
(c) altostratus; (d) nubes de lluvia, nimbostratus o cúmuloriimbus. Frecuentemente se observa un halo en torno del Sol o
de la Luna.
Aunque la velocidad de desplazamiento
de un huracán es sólo de 12 a 24 km por
hora, es acompañado por vientos que a
veces alcanzan a los 240 km por hora.
E n el curso de su evolución que alcanza
aproximadamente a 10 dimas alcanza a
cubrir un área de 800 a 3.200 kilómetros
cuadrados. Cuando el barómetro comienza
a ascender y los vientos cambian de dirección, lo peor del huracán ya ha pasado.
Apéndice 1
Unidades SI
Unidades
básicas
Unid ades
complementarias
Unidades
derivadas
Símbolo
Magnitud física
Nombre
unidad de la
Cantidad de materia
Corriente eléctrica
Longitud
Intensidad luminosa
Masa
Temperatura
termodinámica
Tiempo
mol
amper
metro
candela
kilogramo
kelvin
segundo
Angulo plano
Angulo sólido
radián
estereoradián
rad
Temperatura ordinaria
Capacidad eléctrica
Carga eléctrica
Diferencia de potencial
eléctrico
Resistencia eléctrica
Energía
Fuerza
Frecuencia
Iluminación
Inductancia
Flujo luminoso
Flujo magnético
Densidad del flujo
magnético
Potencia
Presión
grado Celsius
farad
coulomb
volt
"C
C
ohm
joule
newton
hertz
J
N
Hz
mol
A
m
cd
kg
K
S
sr
F
V
n
lux
IX
henry
lumen
weber
H
Im
wb
tesla
watt
pascai
T
W
Pa
Deflnici6n
Apéndice 1
unidad de la
Magnitud ffsica
Unidades que
se emplean
conjuntamente
con las SI
Area
Viscosidad dinknica
Energía
Viscosidad cinética
(
difusibn)
Distancia
Densidad del flujo
magnético
Masa
Presion
Radiactividad
Volumen
barn
hectarea
poise
electron-volt
stokes
parsec
gauss
tonelada
bar
curie
litro
262
Slrnbolo
’
Definici6n
h
ha
P
ev
St
PC
G
t
bar
Ci
1
Fracciones decimales y múitiplos
Frocci6n
10-1
10-1
1 o-.’
10-6
1 0-9
10-12
10-15
Prefllo
deci
centi
mili
mimo
nano
pico
atrJ
Simbolo
d
C
m
EL
n
f
a
Múltipio
Prefilo
sfmboio
10
deca
hecto
kilo
mega
giga
tera
da
h
k
M
G
1 o=
102
103
10s
106
T
Apéndice 2
263
Apéndice 2
Conversión de unidades de otros sistemas a unidades SI
Magnitud física
Unidad
Equivalencia
Area
pulgada cuadrada
pie cuadrado
yarda cuadrada
milla cuadrada
pulgadas/pie cúbico
6,4516 X 10-4 m2 y 645.16 mniz
9,2903 X 10-2 mz
8,36127 X 10-1 mi
2,58999 kmn
1.60185 X 10 kg m-3
1,05506 X 103 J
4,1855 J
10-7 J
1,35582 J
4,21401 X 10-1 J
10-5 N
9,80665 N
4,44822 N
1,38255 X 10-1 N
10-10 m
2.54 X 10-2 m
3,048 X 10-1 m
9,144 X 10-1 m
1,609344 k m
4.5359237 X 10-1 k kg
7,457 102 w
1,01325 X 10- kN m-!
1,33322 X 102 N m-2
6,89476 X 101 N m-2
Densidad
Energía
Fuerza
Longitud
Masa
Potencia
Presión
B.T.U.
caloría (15"C)
ergio
pie-libra-fuerza
pie-poundal
dina
kilogramo-fuerza
libra fuerza
poundal
angstrom
pulgada
pie
yarda
milla
libra
caballo de fuerza
atmósfera
torr
pulgada fuerza/pulgada cuadrada
Temperatura
grado Fahrenheit
Volumen
pulgada cúbica
pie cQbico
galón imperial (R.U.)
galón (E.E.U.U.)
x
V
t"F = - TOC + 32
5
1,63871 X lo-' m'
2,83168 X 10-2 m:
4,546092 X lo-%: mn
3,788404 X 103 m';
264
Apéndice 3
Apéndice 3
Tab,laperiódica
Hidr6geno
3
1
6.940 4
Li
Litio
II
1
9.013
Be.
Beriiio
22.997 12
Na
Sodio
Magnesio
19 39.096 20
Potasio
24.32
W
44.96 122 n7.90 123 V 50.95
40.08 21
Ca
sc
Calcio
Escandio
Titanio
Vanadio
j<
I
1
l<j
I
38
Rb
Rubidio
87.63 39 88.92 140 zr1.22 141 N r 9 1
Sr
Y
Estroncio
Circonio
Ytrio
I
54.93 26
Manganeso
Mn
I
55.85 27
Fe
Hierro
(99) 44
Tc
Tecnecio
58.94
Cobalto
Co
I
I
95.95 43
Mo
Molibdeno
Niobio
11 11 11 11
52.01 25
Cr
Cromo
101.7 45
Ru
Rutenio
1
102.91
Rh
Rodio
~~
55
132.91 56 137.36 57-71
cs
Cesio
Ba
Bario
178.6 73 180.88 74
72
Hf
Hafnio
Tierras
raras
-_
Número
Clave
183.92 75 186.31 .76
Re
Renio
W
Tungsteno
Osmio
_--___--______
~
227 90 232.12 91
193.1
Ir
Iridio
Ac
f Actinio
Th
Torio
~
(231) 92 238.07 93
Pa
Protactinio
U
Uranio
(237) 94 (242)
NP
Pu
Neptunio
____ - ____&
Nombre
190.2 77
os
.92 58 140.13 59 140.92 60 144.27 61 (145) 62 150.43
Ce
Pr
Nd
Pm
Sm
io
Cerio Praseodimio Neodimio Prometio Samario
l89h
!
Ta
Tantalio
Plutonio
__---_-
Apéndice 3
265
2
4.003
He
Helio
5
10.82 6
13
26.98
Al
Aluminio
28
'
58.69 29
Ni
Niquel
46
63.54 30
cu
Cobre
12.01 7
C
Carbono
B
Boro
14.008
8 16.00
9 19.00
N
Nitrógeno
O
Oxígeno
F
14 28.09. 15
'
Flúor
P
Silicio
Fósforo
S
Azufre
39.9
Cloro
83.6
65.38 31 69.72 32 72.60 33 74.91 34 78.96 35 79.916 36
Se
Br
As
Kr
Zn
Ga
Ge
Cinc
Galio
Germanio
Arsénico
197.2 80 200.61 81 204.39 82 207.21 83
Au
Oro
'
A
Argón
CI
Seienio
Bromo
106.7 47 107.88 48 112.41 49 114.76 50 118.70 51 121.75 52 127.60 53 126.904
Te
1
Sn
Sb
In
Ag
Cd
Iodo
Estaño
Antimonio Telurio
Indio
Plata
Cadmio
Pt
Platino
Ne
Neón
"
30.98 16 32.066 17 35.457 18
si
Pd
Paladio
78 155.23 79
10 20.183
Hg
Mercurio
TI
Talio
Pb
Plomo
209
Bi
Bismuto
210 85
84
Po
Polonio
Kripton
54 131.30
Xe
Xenon
(210) 86
At
Astato
222
Rn
Radón
Apéndice 4
266
Apéndice 4
Tabla de los elementos
~
N0
Simb.
Ac
Da!os
atómico
Am
Sb
Ar
89
13
95
51
18
Actinio
Aluminio
Americio
Antimonio
Argón
As
At
33
85
Arsénico
Astato
S
Ba
Bk
Be
16
56
97
4
Azufre
Bario
Berkelio
Berilio
Bi
83
Bisinuto
B
5
35
48
Boro
C
20
98
6
Calcio
Californio
Carbono
Ce
cs
Zn
58
55
30
Cerio
Cesio
Cinc
Zr
40
Circcnio
c1
co
17
27
Cloro
Cobalto
cu
Cr
29
24
Cobre
Cromo
Cm
96
Curio
DY
Es
66
99
Disprosio
Einstenio
Er
sc
Sn
68
21
50
Erbio
Escandio
Estaño
Sr
38
Estroncio
Eu
Fm
63
1 O0
Europio
Fermio
F
P
Fr
9
15
87
Flúot
Fósforo
Francio
Al
Br
Cd
Ca
Cf
Bromo
Cadmio
~~~~~
de interés
Metal radiactivo; raro.
Sus aleaciones son fuertes y livianas.
Producido por el hombre. Sumamente radiactivo.
Metal plateado y quebradizo. Importante para aleaciones.
Gas incoloro existente en el aire, usado en las lámparas
eléctricas.
Gris y sólido. Sus compuestos son venenosos.
Obtenido por el hombre a partir del bismuto. Elemento radiactivo no metálico.
Sólido amarillo, no metálico.
Metal liviano, blando, blanco plateado.
Obtenido por el hombre (1950). Metal sumamente radiactivo.
Metal liviano. Los resortes pequeños de aleación de berilio
y cobre son de mucha duración.
Metal de color rosa plateado, produce aleaciones duras y de
bajo punto de fusión.
Sólido no metálico. Se encuentra presente en el bórax.
Líquido rojo. Su nombre significa 'hediondo'.
Metal plateado. Frecuentemente empleado para recubrir otros
metales por galvanoplastia.
Metal liviano. Sus compuestos abundan en la corteza terrestre.
Producido por el hombre (1950). Metal sumamente radiactivo.
Elemento clave en quimica orgánica. Existe en todos los
vegetales y animales.
Metal duro. Usado en las piedras para encendedores.
Metal plateado y blando. Se funde en agua hirviendo.
Metal blanco azulado. Empleado c o m o revestimiento exterior
del hierro galvanizado.
Metal dorado. Su compuesto, el circón, es una piedra semipreciosa.
Gas verde amarillento. 'Tcnenoso. Buen agente blanqueador.
Metal plateado. Forma parte de aleaciones fuertemente magnéticas.
Metal rojo, conductor de la electricidad.
Metal plateado y brillante, usado en aleaciones de acero inoxidable.
Producido por el hombre, a partir del plutonio. Metal m u y
radiactivo.
Metal terroso raro. Su nombre significa 'difícil de obtener'.
Obtenido bombardeando uranio con núcleos atómicos de nitrógeno. Peso atómico 247. M u y radiactivo.
Metal terroso raro.
No obtenido aún en estado libre. Raro.
Metal plateado usado c o m o recubrimiento del hierro, por galvanoplastia, en las latas.
Metal duro y activo; parecido al calcio en sus propiedades
químicas.
Metal terroso raro.
Obtenido agregando neutrones al plutonio para obtener caiifornio. Agregando 'más neutrones se obtuvo el elemento 100.
Sumamente radiactivo.
Gas venenoso, m u y activo.
Sólido blando, no metálico. Arde con facilidad.
Metal radiactivo extremadamente raro. Obtenido también m e diante reacciones nucleares.
Apéndice 4
267
‘lrnb’
NV
atdmico
Gd
64
Gadolinio
Ga
31
Galio
Ge
32
72
2
Germanio
Hafnio
Helio
H
1
Fe
In
1
26
67
49
53
Hidrógeno
Hierro
Holmio
Indio
Iodo
Ir
77
Iridio
Kr
36
57
103
Kriptón
Lantanio
Laurencio
3
71
12
25
101
80
42
60
10
Litio
Lutecio
Magnesio
Manganeso
Mendelevium
Mercurio
Molibdeno
Neodimio
Neón
Hf
He
Ho
La
Lw
Li
Lu
Mg
Mn
Md
Hg
Mo
Nd
Ne
NP
Ni
Nb
N
No
93
28
41
7
Datos de interés
Neptunio
Níquel
Niobio
Nitrógeno
Nobelio
Pt
102
79
76
8
46
47
78
Pb
Pu
Po
82
94
84
Plomo
Plutonio
Polonio
K
Pr
Pm
19
59
61
Potasio
Praseodimio
Prometio
Pa
Ra
91
88
Protactinio
Radio
Au
os
O
Pd
Ag
Oro
Osmio
Oxígeno
Paladio
Plata
Platino
Metal terroso raro. Es un elemento AO obtenido aún en estado
libre.
Metal blanco brillante. Extraído generalmente de los minerales
de cinc.
Metal gris, quebradizo, similar al estaño.
Metal pesado similar al circonio.
Gas químicamente inactivo, dos veces m á s pesado que el hidrógeno.
Gas incoloro. Es el m á s liviano.
Es el segundo metal en abundancia.
Metal terroso raro. ha obtenido aún en estado libre.
Metal blando, plateado, similar al aluminio.
Sólido marión oscuro. Al ser calentado desprqde hermosos
vapores purpúreos.
Metal plateado. En aleación con el platino se emplea en puntas
de lapiceras.
Gas inerte e incoloro existente en la atmósfera.
Metal terroso raro.
El m á s reciente de los elementos, obtenido por el hombre
(1961).Radiactivo, de vida sumamente corta.
Metal blafido; el más liviano de los conocidos.
Metal terroso raro, de pocas aplicaciones.
Combina la liviandad con la solidez.
Metal pesado. D e gran importancia en la industria siderúrgica.
Sumamente radiactivo y de corta vida.
Metal líquido, pesado y de color plateado.
Metal plateado. Forma importantes aleaciones con el acero.
Metal terroso raro. Forma compuestos rosados.
Gas inerte existente en la atmósfera. Se emplea en tubos el&tricos de colores brillantes.
Obtenido por el hombre a partir del uranio. Radiactivo.
Hace al acero resistente al óxido.
Metal plateado. Antes denominado columbio.
Gas incoloro; integra el 78 % del aire atmosférico.
D e corta vida. Sumamente radiactivo.
Famoso por su valor ornamental y c o m o patr6n monetario.
Metal plateado. Es el elemento m a s pesado.
Gas incoloro. Elemento abundante.
Similar al platino.
Es el mejor conductor del calor y la electricidad.
Metal plateado, usado en recipientes de laboratorio e instrumentos.
Metal blando, pesado, de color blanco azulado.
Producido por el hombre. M u y importante en la fisión nuclear.
Metal radiactivo. Descubierto por los esposos Curie poco antes
que el radio.
Metal blando, m á s liviano que el agua.
Metal terroso raro.
Metal terroso raro; obtenido por el hombre a partir del praseodimio.
Metal radiactivo presente en los minerales de uranio.
Metal radiactivo. Su descubrimiento estimuló las investigaciones acerca de la radiactividad.
Apéndice 4
268
~~
N"
otómico
DaTas de interés
Rn
Re
Rh
86
75
45
Radón
Renio
Rodio
Rb
Ru
Sm
Se
Si
Na
TI
Ta
Tc
Te
Tb
Ti
37
44
62
34
14
81
73
43
52
65
22
Rubidio
Rutenio
Samar:a
Sclenio
Silicio
Sodio
Talio
Tantalio
Tecnecio
Telurio
Terbio
Titanio
Th
Tm
W
90
69
74
Torio
Tulio
Tungsteno
U
92
Uranio
V
23
Vanadio
Xe
Yb
Y
54
70
39
Xenón
Yterbio
Ytrio
11
El m á s pesado de los gases. Radiactivo; procede del radio.
Metal pesado semejante al. manganeso.
Metal pessdo. Parecido en aspecto al aluminio. Usado en joyería para galvanoplastia.
Metal blando, raro, químicamente m u y activo.
Metal duro y quebradizo, de color gris.
Metal terroso raro.
Sólido no metálico. Similar al azufre en sus reacciones químicas.
Sólido no metálico. El segundo en abundancia.
Metal blando y m u y activo; más liviano que el agua.
Metal sólido similar al plomo: sus sales son m u y venenosas.
Semejante al hierro pulido. Forma aleación con el acero.
Metal pesado. Es uno de los productos de la fisión del uranio.
Sólido no metálico. Similar al azufre en las reacciones químicas.
Metal terroso raro. No obtenido aún en estado libre.
Metal duro y resistente. Los nuevos métodos de producción le
deparan un futuro brillante.
Metal gris, pesado. Todos sus compuestos son radiactivos.
Metal terroso raro, no obtenido aún c o m o elemento iibre.
Metal pesado. Es el que posee punto de fusión más elevado.
Antes llamado wolfram.
Objeto de intensa búsqueda en todo el mundo a causa de su
importancia en la fisión nuclear.
Metal gris de difícil fusión. Forma con el acero aleaciones fuertes y tenaces.
Gas raro, inerte e incoloro, componente de la atmósfera.
Metal terroso raro.
Metal terroso raro. M á s abundante que otras tierras raras m e tálicas:
Apéndice 5
Indicadores ácido-base
Indicador
O"','
Cantidad de indicador para 10 ml
Acidez
Azul de timol
1,2-2,8
Tropeolina O0
1,3-3.2
Amarillo de
2,9-4,0
metilo (B)
3,l-4,4
Anaranjado de
metilo (B)
Azul de
3,O-4,6
bromofenol (A)
Verde de
4,O-5,6
bromocresol
Rojo de metilo (A) 4,4-6,2
Azul de
6,2-7.6
bromotimol
Rojo de fenol (A) 6,440
Rojo neutro (B) 6,8-8,0
Azul de timol
8,O-9,6
Color
Alcalinidad
1-2 gotas solución 0,i % en agua
1 gota solución 1 % en agua
1 gota solución 0,L % en alcohol
90 %
1 gota solución 0,l % en agua
rojo
rojo
rojo
amarillo
amarillo
amarillo
rojo
anaranjado
1 gota solución 0,l % en agua
amarillo
azul-violeta
1 gota solución 0,l % en agua
amarillo
azul
1 gota solución 0,l % en agua
1 gota solución 0,l % en agua
rojo
amarillo
amarillo
azul
1 gota solución 0,l % en agua
1 gota soiucibn 0,l % en alcohol
70 %
1-5 gotas solución 0,1 $6 en agua
amarillo
rojo
rojo
amarillo
amarillo
azul
269
Apéndice 6
$:'pHo
Indicador
Color
Cantidad de indicador para 10 ml
Acidez
Alcalinidad
Fenolftaleína (A) 9,O-11,0
incoloro
rojo
Timolftalefna
incoloro
azul
Amarillo de
alizarina
Tropeolina O
1-5gotas solución 0,l o/c en alcohol
90 %
9,4-10,6 1 gota solución 0,l o/c en alcohol
90 %
10,o-12,o 1-5gotas solución 0,l%en alcohol
90 %
11,O-13,O 1 gota solución 0,l % en agua
amarillo
Nitramina (B)
11,O-13,0
1-2gotas solución 0,l %en alcohol
70 %
1 gota sohición 0,l % en agua
incoloro
anaranjadomarrón
anaranjadomarrón
anaranjadomarrón
anaranjadorojo
Acido
12,O-13,4
trinitrobenzoico
amarillo
incoloro
Apéndice 6
Humedad relativa del aire (porcentaje) -"C
Depresión del term6metro de bulbo húmedo ("C)
Temperatura
del term6metro
de bulbo seco
(OC)
'
50
45
40
35
30
25
20
15
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0 1 2 1 4
1 6 1 8
20
94
94
93
93
92
91
90
89
87
89
88
88
87
86
84
81
79
75
84
83.
82
80
78
76
73
68
62
79
78
77
75
72
69
64
59
51
74
73
71
68
65
6!
56
49
38
70
68
65
62
59
54
47
39
27
65
63
61
57
53
47
40
30
17
61
59
56
52
47
41
32
21
5
57
55
52
47
41
35
26
12
53
51
47
42
36
29
18
4
33
28
23
16
8
22
16
10
46
42
38
33
26
17
5
40
35
31
24
16
6
28
22
16
8
Apéndice 7
Equivalencia de temperaturas en distintas escalas
Kelvin
Cero absoluto
Cero Fahrenheit
Punto de congelación del agua
Punto de ebullición del agua
O" K
255" K
273" K
373" K
Celsius
-273"
-18"
C
c
O" c
1000 c
Fahrenheit
F
O" F
32O F
-459"
212" F
270
Apéndice 8
Apéndice 8
Logaritmos
O
1
0043 0086
0453
0828
1173
10
oooo
11
0414
12
0792
13
1139
14
1461
1492
15
1761
1790
16
2041
17
2304
18
2553
19
2788
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
3010
3222
3424 3444
3617 3636
3802 3820
3979 3997
4150 4166
4314 4330
4472 4487
4624 4639
4771 4786
4914 4928
5051 5065
5185 5198
5315 5328
5441 5453
5563 5575
5682 5694
5798 5809
5911 5922
6021 6031
6128 6138
6232 6243
6335 6345
6435 6444
6532 6542
6628 6637
6721 6730
6812 6821
6902 691 I
6990 6998
0128
0170
5
0212
0607
0969
1303
1614
1903
2068
2330 2355
2577 2601
2380
2405
2625
2648
2833
2856
2878
3464
3655
3838
4014
4183
4346
4502
4654
4800
4942
5079
5211
5340
5465
5587
5705
5821
5933
6042
6149
6253
6355
6454
,bSSi
6646
6739
6830
3075
3284
3483
3674
3856
4031
4200
4362
4518
4669
4814
4955
5092
5224
5353
5478
5599
5717
5832
5944
6053
6160
6263
6365
6464
6561
6656
6749
6839
3096
3304
3502
3692
3874
4048
4216
4378
4533
4683
4829
4969
5105
5237
5366
5490
5611
5729
5843
5955
6064
6170
6214
6375
6474
6571
6665
6758
6848
2810
-3032 3054
3243 3263
-
-
-
2175
2430
2612
2900
3118
3324
3522
3711
3892
4065
4232
4393
4548
4698
4843
4983
51 19
5250
5378
a
5623
5740
5855
5966
6075
6180
6284
6385
6484
6580
6675
6767
6857
6946
7033
9
9
9
9
8
8
8
8
7
7
7
7
7
6
6
6
6
6
6
6
5
5
5
5
1 1 13 14
1 1 12 14
LO 12 13
10 1 1 13
10 I I 12
9 1 1 12
9 10 12
91011
91011
8 10 1 1
8 910
8 910
8 910
8 910
7 8 9
7 8 9
7 8 9
7 8 9
7 8 9
7 7 8
6 7 8
6 7 8
6 7 8
6 7 8
--
27 1
Apéndice 8
Nota: Estas tablas se han confeccionado de tal forma que la cuarta cifra decimal de cada
logaritmo es siempre inferior o superior en una unidad a la cuarta cifra decimal más próxima.
Por ejemplo: si el logaritmo hallado es 0,5014, el decimal de cuatro cifras más aproximado
puede ser 0,5013, 0,5014 o 0,5015. En una tabla de diferencias uniformes como la presente
no es posible obtener mayor precisi6n.
51
52
53
54
55
56
7076
7160
7243
7324
7404
7482
1
7084
7168
7251
7332
7412
7490
2
7093
7177
7259
7340
7419
7497
3
7101
7185
7267
7348
7427
7505
7110
7193
7275
7356
7435
7513
5
7118
7202
7284
7364
7443
7520
6
7126
7210
7292
7372
7451
7528
7
7135
7218
7300
7380
7459
7536
8
7143
7226
7308
7388
7466
7543
9
7152
7235
7316
7396
7474
7551
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
3
3
2
2
2
2
2
4
3
-3
3
3
3
3
5
4
4
4
4
4
4
6
5
5
5
5
5
5
7
6
6
6
6
5
5
8
7
7
6
6
6
6
9
8
7
7
7
7
7
59’
60
61
7709
7782
7853
7716
7789
7860
7723
7796
7868
7731
7803
7875
7945
8014
8082
8149
8215
7738
7810
7882
7952
8021
8089
8156
8222
7745
7818
7889
7959
8028
8096
8162
8228
7752
7825
7896
7966
8035
8102
8169
8235
7760
7832
7903
7767
7839
7910
7980
8048
8116
8182
8248
7774
7846
7917
7987
8055
8122
8189
8254
1
1
1
1
2 3
I 2 3
4
4
4
4
4
4
4
4
5
5
5
5
5
6
6
6
6
5
7
6
6
6
6
O
4
1 ::1 iiii 1 1 z7”1 1 1 1 1 804‘: 1 1 1
64
65
66
8062
8129
8195
8069
8136
8202
8075
8142
8209
8109
8176
8241
1
1
1
1
1
2 3
2 3
2 3
1 1
1
W
I
4 5 5 6
1
i
1
1
1
r
1
1
2
2
2
2
21 3 1 4 4 5 6
2 1 3 1 4 4 5 5
2
21
:I:
:I
4:
.-+++
1 1 2 2
3 4 5 5
xz;~;~;:
3 4 4 5
84 9243 9248
85 9294 9299
86 9345 9350
87 9395 9400
88 9445 9450
89 9494 9499
90 9542 9547
91 9590 9595
92 9638 9643
93 9685 9689
94 9731 9136
95 9771 9782
96 9823 9827
91 9868 9872
98 9912 9917
99 9956 9961
9253 9258
9304 9309
9355 9360
9405 9410
9455 9460
9504 9509
Y552 9557
9600 9605
9641 9652
9694 9699
9141 9745
9786 9791
9832 9836
9877 9881
9921 9926
9965 9969
9263
9315
9365
9415
9465
9513
9562
9609
9657
9703
9750
9795
9841
9886
9930
9974
9269
9320
9370
9420
9469
9518
9566
9614
9661
9708
9754
9800
3845
9890
9934
9978
9274
9325
9375
9425
9474
9523
9571
9619
9666
9713
9759
9805
9850
9894
9939
9983
9279
9330
9380
9430
9479
9528
9576
9624
9671
9717
9763
9809
9854
9899
9943
9987
1
1
1
1
1
1
1
9284 9289
9335 9340
9385 9390
9435 9440 O
9484 9489 O
9533 9538 O
9581 9586 O
9628 9633 O
9675 9680 O
9722 9727 O
9768 9773
9814 9818
9859 9868
9903 9908 O
9948 9952 O
9991 9996 o
1 2
1 2
1 2
1 2
1 2
1 2
!2
1
I
1 1
1 1
1 1
1 1
1 1
1 1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1 1 2
1 1 2
1 1 2
3
3
3
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4 4
4 4
3 4
3 4
3 4
3 4
3 4
3 4
3 4
2
3
3
3
3
3
3
3
3
4
4
4
3
Los derechos de reproducción de la parte de estas tablas que comprende los logaritmos de
los números 1,000a 2,000 es propiedad de los sefiores Macmillan and Company Ltd., quienes
han, no obstante, autorizado su reproduccibn en dicha forma, en cualquier publicacion con
fines ediirativos.
5
5
5
5
5
5
5
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
Apéndice 9
Apéndice 9
272
273
Apéndice 9
fndice
Acción y reacción,experimentos sobre, 2.24351, 4.102-104
Acero, 2.64
Acero recocido, 2.64
Acero templado, 2.64
Acetato de plomo, 2.69
Acetona:
conductividad, 2.60 B
punto de ebullición,2.6
solvente para experimentos de croinatografía, 2.24
solvente para indicadores, 2 43
Acido clorhídrico:
difusión con amoníaco,2 54
en agua regia, 1.39
preparación,2.36 ,
propiedades, 2.36
solución diluida,1.36
uso en ensayo de minerales, 4.13 B,4.55
uso en experimrntos sobre desplazamientos
de iones,2.89
uso en obtención: de azufre en solución dc
tiosulfato de sodio,2.92-93;de bióxido de
carbono,2.91; de hidrógeno,2.33: de resina de formaldehído resorcinol, 2.102
Acido esteárico,2.2
Acido láctico, 2.39
Acido nítrico, 1.36, 1.39
Acido sulfúrico:
en acumuladores, 1.38
cn electrólisis del agua,2.36
en producción de hidrógeno, 2.34, 2.36,
2.76
cn producción de resina, 2.101
liberación de calor en dilución de ácido concentrado, 1.36,2.80
Acido thnico, 1.71
Acidos:
ac6tico. 1 .36,2,100
agua regia, 1.39
clorhídrico, 1.36, 1.39, 2.33, 2.36, 2.54
2.89,2.91-93,2.102,4.13 B, 4.55
del suelo, 4.47
esteárico,2.2
láctico. 2.39
nítrico, 1.36, l .39
soluciones diluidas, 1 .36
sulfúrico,1 .36,1 .38,2.34,2.36,2.69,2.76,
2.80 C, 2.101
tiinico,1.71
Actividad de las hojas (i&ase furrzbién Fotosíntesis; Respiración de las plantas: Transpiración) :
clorofila,3.45 A
fósiles, 4.34
producción dc almidón,3.45 A
producción de azúcar,3.45 B
producción de bióxido de carbono,3.45 C
solución de azul de bromo timo1 indicadora
de presencia de bióxido de carbono,3.45 C
solución de iodo indicadora de presencia de
almidón, 3.45 A
solución para prueba de azúcar,3.45 B
Acuarios, 3.9-10,4.56, 4.138
Achernar,4.76 B, 4.78 B
Agua:
acción erosiva, 4.50 B, 4.53, 4.62
acción sobre las plantas,4.44
agua de cristalización,2.32
agua subterránea,4.56-57
calor de evaporación del,2.17
ciclo del, 4.132-133
condensación,4.131-136
condensada en el aire, 4.121-130
conductividad del calor en el. 2.153
conductividad eléctrica,2.60 C
congelación,2.129,4.59,4.143
copos de nieve, 4.136
corrientes de convección,2.124-126.2.129
densidad máxima, 2.129
d-stilada, 1.32,4.141
efecto de la temperatura sobre cl, 4.59
empleo para demostrar la presión atrnosf6i.ica, 4.117
en el suclo. 4.44-46,4.48-50,4.123
en la respiración.4.126
en las plantas. 4.124-126
en los alimentos,2.98 B
esiimación del aire en disolución en el. 2.24,
evaporación. 4.56.4.144. 4.122-123.4.127130.
filtración del agua.4.57
higrómetro capilar,4,112
higrómetro punto de rocío. 4.113-114 C,
4.134. 4.140
humedad atmosférica,4.112. 4.I 14
humedad relativa. 4.112. 4.114
medidores de salpicaduras. 4.52
minerales en solución. 4.55
nubes. 4.135. 4.143-44
permeabilidad del suelo. 4.54
pluviómetro. 4.46, 4.1 1 , 4.113
punto de ebullición. 2.5
punto de rocío,4.113-114,4.134-135
separación del agua en el benceno, 2.26
Agua de cal. 1.47, 2.98 R, 3.42
Agua de mar, 1.50
Agua destilada, 1 .32
Agua regia, 1 .39
Agujas para brújulas. ix!crsc L’IT Magnetismo.
Aire:
aire.frío más pesado que el cálido,4.118
liidice
cantidad de polvo en el, 4.140
condensación de la humedad del, 4.131- 132
corrientes de convección en el, 2.127-128,
4.119-120
efectos de la evaporación en airc cn inovimiento, 4.129
en el suelo. 4.43
expansión al calentarse, 2.110-11 1 , 4.1 15
humedad del aire, 4.121-126, 4.130-136,
4.140
Aislación del calor, 2.1 17
Albireo, 4.91
Alcohol, 2.6-7,2.24, 4.81
Alcohol, lámpara de, 1.25
Alcohol metílico, 2.13
Aleación para fusibles eEctricos, 1.53
Aleaciones:
aleaciones de estaño y plomo, 2.61
clases de aleaciones, 1.53
dureza dz las aleaciones,2.62
efecto de aleaciones sobre el punto de fusión
de los metales, 2.63
molde para fundición de, 2.61
placa metálica para probar el punto de fusión de, 2.63
probador dz dureza, 2.62
Algas, 3.9
Almidón, 1.70,2.95,3.45 A
Altura de una estrella, 4.67
Alumbre, 4.24
Aluminio:
acción de los ácidos diluidos sobre el, 2.74
en la corteza terrestre, 4.4
en las rocas ígneas, 4.21
productor de cargas estáticas, 2.147
Amoníaco:
difusión del, 2.54
empleo en diazotipias, 1.10
experimento de la fuente,2.37 B
preparación del, 2.37 A
propiedades del, 2.37 A
Anucuris, 3.9, 3.41
Ananá, 3.46 C
Anaranjado de metiio, 2.78
Andrómeda, 4.72
Anemómetro, 4.109
Anfíboles, 4.17
Angulo de elevación, 4.139
Angulos, su trazado en el reloj de sol. 4.69
Animales:
células, 3.67
corazón del caracol, 3.62
Iiuesos, 3.63
músculos, 3.63
oxígeno (absorbido por pequeños animales), 3.61
sangre y vasos sanguíneos. 3.63-65
tejidos de la pata de pollo, 3.63
Antera, 3.53
Antracita. 4 23
Apatita, 4.6
Apio, 3.60
Arado de zonas adyacentes. 4.53
Arañas, 3.36. 3.38
Arboles recién nacidos, 3.38-39
Arcilla, 4.26,4.32,4.16
276
Arenisca, 4.22, 4.38
Arena, 2.22,4.22,4.30, 4.36
Argón, 4.101
Ascensión recta, 4.74
Astronomía, 4.65-101
Auriga, 4.91
Avena, 3.58 A, 3.58 C,3.59
Azúcar, 2.39, 2.60 B, 2.95, 4.24
su producción en las plantas, 3.45 B, 3.51
Azufre, 2.48, 2.60
reacción azufre-cinc, 2.70
reacción azufre-cobre,2.70
reacción azufre-hierro,2.70
Azul de bromo-timol,1.55, 3.45 C
Bacterias, 3.66
Balanza a resorte, 1.12
Balanza de astil, sensibk, 1.16
Balanza con una pajita, 1.15
Balanza simple, 1.12
Balanzas:
a resorte, 1.13
con una pajita, 1.15
de astil, sensible, 1.16
romana (o danesa), 1.14
simple, 1.12
Bambú, 3.48, 3.56
Banco Óptico, 2.219
Banda bimetálica, 2.107
Barómetros:
aneroidz,2.308
Fortin (a mercurio), 2.307
medición de la presión atmosférica, 4.113.
4.115
Barro, 4.52,4.60
Bases, 1.37, 2.44, 4.47
Begonia, 3.48
Benceno, 2.7, 2.16, 2.22, 5.26
Benedict, solución de. 1.54
Betelgeuse, 4.74,4.91
Bicarbonato de sodio, 2.11
Bicromado de amonio, 2.55 A
Biotita, 4.16
Bióxido dr azufre. 2.7576
Bióxido de carbono:
difusión del, 2.53 A
el arte culinario y el, 2.39
empleo en determinación dc la absorción de
oxígeno por animales pequeños. 3.61
preparación del, 2.38
presencia en las hojas del, 3 45 A
propiedades del, 2.38
reacción con el magnesio del, 2 77
Bombas:
de vacío, 2.196
elevadora con una jeringa. 2.311
impelente con un tubo de ensayo, 2.312
inflador de bicicleta, 2.309
Bórax, 1.5
Boyle, ley de, 2.316
Broches cocodrilo,2.60. 2.156
Bromo, 2.68, 2.96
Bromoformo. 2.15,2.27
Biomuro de plonio. 2.60. 2.68
Biomuro de potasio, 2.68
Bronce, 1.53
Bruselas (pinzas), i .35
277
lndice
Cactus, 3.37
Caída de los cuerpos:
bolillas rodando sobre plano inclinado,2.235
caída simulthx de bolillas dc cojinete.
Caroteno, 2.24 A
Carta, 4.22
Caseína, de la leche, 2.100
Cassiopea, 4.72,4.28 R, 4.91
Catálisis, 2.94, 2.97
Cebollas, 3.58 A, 3.58 C, 3.59
Células (biología) :
algas células, 3.66
células de la mejilla, 3.67
comparación de células animales y vcgetalcs,
3.67
cromosomas, 3.69-70
cromosomas salivarios, 3.70
empleo de microscopio electrónico para estudio de células, 3.71
huevo de avestruz, 3.66
mitocondrio, 3.71
organismo multicelular, 3.66
organismo unicelular, 3.66
Órganos menores de las células, 3.70-71
paredes de las células, 3.68
protistas, 3.66
reproducción, 3.69
Cemento:
a prueba de ácidos, 1.56
de celuloide, 1.56
de Faraday, 1.56
empleo en confección de ladrillos, 2.66
para acuarios, 1.56
para hierro, 1 .56
portland, 4.25
Cenit, 4.74
Centauri (alfa y beta) , 4.76 B, 4.78 B
Cera:
cemento de Faraday, 1.56
compuesto de Chatterton, 1.56
conductora de la electricidad, 2.60
Ciclosis, 3.66
Cinc:
como electrodo en pilas, 2.84-85.2.88,2.150
en experimentos sobre desplazamiento del
cobre, 2.83
en obtención de hidrógeno, 2.33-34,2.74
fundente para soldarlo, 1 .5
Círculo Polar Artico, 4.70 A. 4.98-99
Citrato férrieo de amonio, 1. i 1
Clorato de potasio, 2.47
Clorofila,2.24, 3.54 A
Cloruro de amonio, 2.54, 2.88
Cloruro 'de bario, 2.58
Cloruro de bismuto. 1.40
Cloruro de carbono. (IV), 2.13, 2.15, 2.26,
2.49, 2.60 B
Cloruro de cinc, 1.5
Cloruro de cobalto, 4.140
CIoruro de estaño (11). 1.52
Cloruro de magnesio, 1.50
Cloruro de potasio, 2.47
Cloruro de sodio, 1.50, 2.12-13, 2.19, 2.22,
2.234
ticmpo de caída de un cuerpo,2 238
trayectoria dz un proyectil. 2.239
Caia uara estudio de la convección. 2.1%.
4.119
Caia proyectora, 2.205-206
Caias para colcccionar insectos, 3.15 C
Calabaza, 3.52
Calcio, 4 4, 4.21
Calcita, 4.6. 4.19-20
Calcntadoi (con una lata), 1.31
Calor:
accikii sobre el cobre. 2.28 A
acción sobre el magncsio, 2.28 A
aislación, 2.117
brinda bimetrilica. 2.107
calentamiento del sulrato dz cobre. 2.32
conductividad del, 2.118-122.2.132
de evaporación y licuefacción, 2.17
diferencia entre calor y temperatura, 2.103
dilatación de líquidos por el, 2.108-109
dilatación de sólidos por el, 2.106
en reacciones químicas, 2.80-83
expansión Cl-1 aire por el, 2.110-11 1
experimento del tornillo y del tarugo,2.105
percepción de la temperatura, 2.112
producido por electricidad, 2.160-162
radiación del, 2.130-140
recolección de productos gaseosos de la combustión, 2.29
sustancias de masa constante al ser calentadas, 2.31
sustancias que pierden masa al ser calentadas, 2.30
termómetros, 2.113-115
txmoscopio, 2.116
transformación de energía cinética en calorífica, 2.104
Calor de evaporación, 2.17
Calor específico de un líquido,2.17
Caloría, 2.17, 2.135-136. 2.82-83
Calorímetro, 1.28
Cámara, 4.90
Cambios de estado:
de líquido a vapor, 2.17
de sólido a líquido, 2.16
Can Mayor (Canis Major) , 4.73
Cáncer (Trópico de), 4.70 A, 4.98-99
Canopus, 4.76 B, 4.78 B
Caia de azúcar, 3.48, 3.56
Capella, 4.76 A, 4.91
Capilaridad dri suelo, 4.48,4.5657
Capricornio (Trópico de), 4.99
Caracoles, 3.9, 3.62
Carbonato de calcio, 2.38, 4.22
Carbonato de cobre, 2.30 B, 2.71
2.3b92.47,2.50A,2.5l,2.60B,2.69,4.24Carbonato de sodio, 2.71
25.
Carbono :
Cobre:
electrodos de, 2.59, 2.68-69,2.88-90
apagavelas: 2.120
en la llama del quemador de Bunsen, 2.1
como conductor del calor, 2.122
residuos al calentarse elementos, 2.93 A
desplazamiento en soluciones acuosas, 2.72,
su srparación en mezcla con estaño, 2.18
2.83-84
fndice
fundente para soldar cobre, 1.5
oxidación al ser calentado en contacto con
el aire,2.28 A
reacción con ácidos a 3 M,2.74
recipiente en pila de Daniell,2.85
soluciones dz iones de cobre,2 85
Codorniz, 3.5
Cohetes,4.102-104
Coloides, 2.52
Color:
color de la luz solar, 2.220
color de los objetos opacos, 2.228
color de los objetos transparentes, 2.227
colores del espectro, 2.221
colores en una película de aceite, 2.326
colores en una película de jabón,2.225
cómo varían los colores,2.231
empleo de la luz ultravioleta,2.224
empleo de los ravos infrarrojos,2 223
empleo en identificación de minerales,4.7-8
mezcla de luces de colores,2.230
mezcla de pigmentos coloreados,2 229
Colpidium,3.35
Compuestos minerales,4.4
Comunidad de pradera, 3.38
Comunidad de sudo boscoso,3.39
Comunidad de un tronco en descomposición,
3.36
Comunidades:
de bacterias,3.35
cerradas,3.34
de desierto,3.37
de pradrra, 3.38
de suelo boscoso, 3.39
de tronco en descomposición,3.36
equilibradas, 3.34
sucesión de,3.35
Condensación de los polímeros, 2.101-102
Condensación del vapor de agua,4.121,4 131135
Conductividad del calor:
apagavelas de espiral de cobre, 2 120
en tela metálica. 2.18
lámpara de Davy, 2.119
metales como conductores,2.120-123
Conductividad eléctrica de sustancias:
conductoras y no conductoras,2.59 B,2.59 C
conductores líquidos, 2.59
electrodos, 2.59
Conductores eléctricos,2.155
Conglomerado, 4.22
Constelario, 4.76
Constelaciones:
Andrómeda. 4.72
Auriga, 4.91
Canis Major (Can Mayor), 4.73
Cassiopea, 4.73-74
Cruz del Sur (Crux), 4.71, 4.73, 4.77, 4.78B
Cygnus, 4.91
fotografía de constelaciones, 4.91
Orión (El Gran Cazador), 4.72-74,4.77
Pegasus, 4.72
Ursa Major (ElArado, El Cucharón Grande,
Osa Mayor), 4.72; 4.77, 4.78 3
Ursa Minor (El Cucharón Pequeño, Osa
Menor), 4.72
278
Copias heliográficas azules, 1 9, 1.11
Corindón, 4.6
Corona, 4.96, 4.143
Corona lunar, 4.143
Correas de transmisión, 2.258
Corriente eléctrica:
circuitos simples, 2.159
conductores, 2.155
electricidad producida por un limón, 2 149
fusibles,2.160-161
instrumentos sencillos para detección dc corrientes eléctricas,2.163
interruptores, 2.152-153
la electricidad como fuente de calor y lw.
2.162
linterna eléctrica, 2.154
pilas en paralelo, 2 158
pilas en serie,2.157
pilas secas, 2.88, 2.150-151
pilas simples,2.148
tablero de circuitos, 2.156-163
Corrientes de convección:
en el agua, 2.124-126,2.129
en el aire, 2.127-128,4.119-120
cn la caja de convección, 2.128,4 119
máxima densidad del agua, 2 129
Crecimiento de la raíz, 3 48-50
Crisol, 2.28
Cristales:
de azúcar, 4.24
de azufre, 2.48
de cloruro de sodio, 4 24
crecimiento a partir de soluciones, 2 $5
crecimiento a partir dz su fusión,2 46
crecimiento de grandes cristales. 2.49
cúmulos de cristales para exhibir,2 50
división de, 2.51
estimación de la dimensión de partículas CIisialinas, 2.56
formación en los minerdes, 4 24
formas, 2.47
piezcelectricidad y piroelectricidad, 4.33
sistemas cristalinos en los minerales,4.i 2
Cromato dr cobre, 2.89
Cromato de potasio, 2.71, 2 89
Cromatografía, 2 24
Cromosomas, 3.69-70
Cruz del Sur (Crux), 4.71,4.77. 4.78 H
Cuadrantes solarrs, 4.68-70 A
Cuarcita, 4.23, 4.40
Cuarzo,2.27,4.6,4.14,4.22.4 30,4.33.4 55
Cucaracha, 3.61
Culebra pequeña, 3.38
Cultivos:
de camarón de agua salada, 3.31
de gorgojo de la harina, 3.24
de mcsca de la fruta, 3.23
en infusión de heno, 3.25,3.35
levadura, 3.26
Cygnus,4.91
Chatterton, compuesto de, 1 .56
Dafnias, 3.10
Daniell, pila dr, 2.85
Davy, lámpara de, 2.119
279
fndice
Declinación, 4.74
Densidad relativa:
definición, 2.14
de líquidos, 2.15, 4.81
de minerales, 4.9
del ácido sulfúrico, 1.38
del suelo, 4.9, 4.41
su aplicación en la separación de sólidos,
2.27
su determinación en sólidos insolubles en
agua, 2.14
Desierto, comunidad de, 3.37
Destilación (separación por), 2.20
Destilación fraccionada, 2.21
Diamantes, 2.27, 4.6
Diapasón,2.191
Diazotipias, 1.9
Dicotiledón, 3.52 A, 3.57, 3.60
Difusión:
de amoníaco y ácido clorhídrico, 2.54
de líquidos,2.55 A
hacia arriba del bióxido de carbono,2.53
Dilatación:
del aire, 2.110-111,4.115
de los líquidos,2.108-109
ds los sólidos, 2.107
Disección de flores, 3.53-55
Distancia foca1 de las lentes, 1.19,2.29,4.65
Distribuidor para experimento sobre movimiento de iones, 2.90
Drosopfiila (drosófila) , 3.23
Dugesia tigrina,3.20
Lhuación del día y la noche, difsrencias, 4.99
Dureza de los minerales: escala de dureza,
prueba del rayado, 4.6
Dysticus, 3.9
Eclipses:
de Luna, 4.85, 4.95, 4.97
de Sol, 4.84, 4.96
Eclíptica, 4.74
Ecosistema, 3.40
Ecuador celestr, 4.74
Ecuador terrestre, 4.70 A,4.88, 4.94,4.98-99
Endosperma,3.54 A
Electricidad:
ccrriente eléctrica,2.148-163
estática, 2.137-147
Electricidad estática:
detector de cargas estáticas,2.142
dos clases d’zcargas, 2.146
elcctróforo (producción de muchas cargas
de una sola fuente), 2.147
electroscopio, 2.144-145
cxperimentos sobre atracción y repulsión,
2.138-142
producción de cargas eléctricas,2.137
Electrodo, potencial dzl, 2.86
Electróforo, 2.141
Electrólisis:
aparatos para, 2.69
de fusiones,2.68
de soluciones acuosas salinas, 2.69
de soluciones iónicas de sales, 2.69 B
del agua, 2.69 A
Electromagnetismo:
campos magnéticos de bobina abierta, 2.179
efecto magnético de una corriente eléctrica
al pasar por un cable, 2.178
electricidad con un imán y una bobina,2.180
electroimán cilíndrico, 2.175, 2.177
imán en herradura, 2.176
motor eléctrico, 2.181
Electroscopio, 2.144-145
Elodea, 3.9, 3.41, 3.45 B, 3.66, 368
Embriones:
de pollo, 3.11-13
semillas, 3.52 A, 3.52 B
Energía de reacciones químicas:
acumulador dr plomo, 2.87
calor de reacciones de neutralización,2.82
energía eléctrica, 2.84-85
movimiento de los iones, 2.89-90
pilas secas, 2.88
reacciones con absorción Je calor (endotérmicas), 2.81
reacciones con dssprendimien’to de calor
(exotérmicas), 2.80, 2.83
Energía eléctrica,2.84-85
Enfoque de ondas caloríferas,2.131
Engranajes:
de bicicleta, 2.259
simples, 2.260
Equilibrio, experimentos sobre:
el sube y baja, 2.232
con un mero, 2.233
Erosión, 4.50 B, 4.53, 4.62
Escarabajo con cuerno, 3.36
Escisión de grandes moléculas:
de almidón en azúcar, 2.95
de elementos comunes. 2.98
de etanol en eteno, 2.96
de polímeros en moléculas pequeñas, 2.97
gas combustible obtenido de la madera,2.99
Esfera celeste,4.71, 4.74, 490
Espectro de la luz, 2.209-10,2.220-222,2.225226, 2.228, 4.101
Espectroscopio, 4.101
Espejos:
cóncavo, 2.207, 4.66
convexo, 2.208
Espinaca, 3.68
Estaciones, 4.70,4.98
Estambres, 3.53
Estaño:
como conductor da la electricidad, 2.60
en las aleaciones, 1.53, 2.63
soldadura de estaño y cadmio, 1.4
soldadura de estaño y cinc, 1.4
soldadura de estaño y plomo, 1.4
su reacción con ácidos, a 3 M,2.74
su separación de una mezcla con carbón,
2.18
Estigma,3.53
Estilo,3.53
Estrella Polar (Estrella del Norte), 4.70 A,
4.71, 4.14-11
Estrellas:
Achernar, 4.76 B, 4.78 B
Albireo, 4.91
Betelgeuse, 4.74
Calendario estelar, 4.78 B
Canopus, 4.76 A, 4.91
fndice
Capella, 4.78 A, 4.91
Centauri (alfa y beta), 4.76 B, 4.78 B
circumpolares, 4.90
colores de las, 4.91
determinación de su altura, 4.67
Estrella Polar (Estrella del Norte), 4.70-71,
4.74-76
Fomalhaut, 4.76 B
niapas (o cartas) estelares, 4.71-74,4.76,
4.78
observación de las, 4.65-67
reloj estelar, 4.78 A
revolución aparente de las, 4.71, 4.75, 4.78
Rigel, 4.77
Sigma Octantis, 4.76 B
Sirus (Estrella Perro), 4.73
trazcs estelares, 4.78, 4.90; en colores, 4.91
Vega, 4.67 A, 4.78 B
Estructura atómica de los minerales, 4.12
Etanol, 2.17, 2.43, 2.60 B, 2.95-96
Etileno (eteno), 2.96
hglena, 3 .66
Evaporación del agua:
causas del depósito de sal, 4.57
efecto de la humedad del aire, 4.130
efecto de la temperatura, 4.128
efecto del área superficial, 4.127
efecto del movimiento del aire, 4.129 ,
en los objetos húmedos, 4.122
twmbnietros de bulbo húmedo y seco, 4.114
Experimento del anillo y del tarugo, 2.105
Experimentos de acción y reacción, 2.249-251,
4.102-104
Fabricación de jabón, 2.29, 2.99
Factores que afectan la velocidad de las reacciones químicas:
catalizadores, 2.94, 2.97
concentración de reactivos, 2.92
dimensiones de las partículas, 2.91
temperatura, 2.9243
Fango, 4.34,4.60
Fases de la Luna, 4.8243
Feldespatos, 2.27, 4.6, 4.15, 4.20
Fenolftaleína, 2.78
Ferrocianuro de potasio, 1.11
Filamento de estambre, 3.53, 3.54
Flotabilidad:
bujía flotante, 2.283
cómo flota y se sumerge un submarino, 2.288
cuerpos flotantes, 2.282
cuerpos sumergidos, 2.281
de diversas clases de madera, 2.284
de diversos líquidos, 2.287
del agua, 2.279
hidrómetro hecho con una pajita para sorber,
2.286
inmersión y flotación, 2.289
ludión, 2.280
Fluidos:
modelo de rueda hidráulica, 2.278
presión atmosférica en los, 2.301-319,4.115,
4.117
presión del agua, 2.267-277
su flotabilidad, 2.270-288
tensión superficial, 2.290-300
289
Foliación:
clivaje pizarroso, 4.23
definición, 4.23
esquistosa, 4.23
gnésica, 4.23
variedades de rocas, 4.23
Fomalhaut, 4.76 B
Formaldehído, 2.101-102
Fotografía:
'de la trayectoria aparen,te de la Luna, 4.90
de la trayectoria aparente del Sol, 4.90
de las constelaciones, 4.92
de satélites, 4.9.3
ds trazos estelares, 4.93
Fotosíntesis,3.41
Friccion, reducción de la:
con aceite, 2.263
con lápices, 2.261
con ruedas, 2.262
mediante cojinetes a bolillss, 2.264
mediante corriente de airc, 2.265
Frigáneas, 3.9
Fuerza centrípeta, 2.243-246
Fuerzas:
acción y reacción, 2.249-251
centrípeta, 2.243-246
fuerza y movimiento,2.247-248
Fundentes para soldadura, 1 .5, 1 .7
Fusibles, 2.160, 2.161
Galaxia, 4.71
Galena, 2.51
Galvanómetro, 2.163
Galvanoplastia, soluciones para, 1 .61
Gas de madera, 1.53
Geranio, 3,48, 3.57
Glicerina, 1 .5
Globo terráqueo (su empleo como reloj d: sol),
4.70 A
Globos:
como modelos de motor de cohetes u rcacción, 4.102.103
en medición de velocidad de vientos de
altura, 4.139
ilustrando el principio del colchón de aire
(hovercraft), 2.265
Gluccsa, 3.45 B
Gorgojo de la harina, 3.24,3.61
Grafito, 4.23
Grafito coloidal, 2.52
Grasa para fabricar jabón, 2.79
Grava, 4.48
Gravedad, 4.104-105(v¿crse fUmbi¿iz Mecánica)
Greda, 4.36, 4.48-49
Grillos, 3.14
Guía para montaje de insectos, 3.15 C
Guisantes, 3.52, 3.55
Habas, 3.50, 3.52, 3.55, 3.58 A, 3.60
Haces fibrovasculares, 3.56, 3.57
Halcones, 3.5
Halo lunar, 4.144
Halos 4.144
Helecnos, 3.39
Hélice, 2.266
Hidrógeno:
281
f ndice
acción d d sodio sobre el agua, 2,.73
su preparación, 2.33-34, 2.73-74
sus propiedades, 2.33
Hidrómetro, 1.38, 2.286
Hidróxido de amonio, 1.37, 2.36,2.47
Hidróxido de calcio,1.37 (véasetambién Agua
de cal)
Hidróxido de sodio, 1.36, 1.69, 2.73, 2.79,
2.82T4.112
Hierro:
cloruro de hierro (111), 1.43
en la reacción con desplazamiento de cobre, 2,83
en mineralas y roca, 4.4, 4.21
herrumbre del hierro, 2.40-42, 2.318, 4.58
hidróxido de hierro (III), 2.71
reacción con ácidos diluidos, 2.74
reacción hierro-azufre, 2.70
sulfato de hierro (11) y amonio, 1.45
Higrómetro de punto de rocío, 4.113-114
Horizonte, 4.95
Hormigas:
actividades, 3.33 C,3.336
alimentación de las, 3.36
coleccián de, 3.33 B
como alimento, 3.37
en el suelo, 4.63
hormiga reina, 3.33 B
métodos para introducirlas en los nidos,
3.33 c
nido de observación, 3.33
recolector de insectos, 3.33 B
Hornablenda,4.20
Horno de aire, 1.33
Humedad atmosférica,4.112,4.114, 4.121-136
Humedad relativa,4.112, 4.114
Huracanes, 4.144
iodo, 1.65, 2.13, 2.19, 2.95
Ioduro de plomo, 2.71
Ioduro de potasio, 2.60, 2.69, 2.71
Jardín dentro de un vaso, 3.50
Jaulas para animales, 3.18
Jeringas,2.33, 2.301, 2.311
Kerosene, 2.73
Kilocalorías producidas en las reacciones químicas, 2.82-83
Ladrillos:
de cemento, 2.66
de yeso de París, 2.67
métodos de prueba de, 2.65
Lagartijas de agua, 3.10, 3.39
Lagarto con cuerno,3.37
Lámpara de alcohol, 1.25, 2.1
Langosta, 3.61
Lanzador de satélites,modelo de, 4.106
Latas vibrantes, 2.193
Latitud, 4.70 A,,4.74
Latón (bronce), 1.5, 1.53
Lechuga, 3.68
Lechuzas, 3.5, 3.7
Lemna minor, 3.9
Lentes:
aumento de una lente, 2.218
banco óptico, 2.219
cómo afectan a los rayos de luz, 2.21 1
imagen formada por una lente convexa.
2.217
lente condensadora con un balón de agua,
1.20
lentes objetivos, 1.19-21
para telescopios, 1 .19, 4.65
Levadura:
cullivos en, 3.62 A
Imán en herradura, 2.176
de hornear, 3.26
Impulso, 4.103, 4.104, 4.117
muestras de la población de la, 3.27, 3.29
Incubadora, 3.11
reproducción, 3.36 B
Indicador de la velocidad del viento, 4.108
su empleo en la cocina, 2.39
Indicadores:
su función catalizadora, 2.95
anaranjado de metilo, 2.78
Limas, 1.2, 1.20
escala del pH, 2.44
Linterna eléctrica, 2.154
extractos vegetales como indicadores de áci- Lirio (planta), 3.48
:;dos y bases, 2.44
Lombrices de tierra:
fenolftaleína, 2.70
como alimento, 3.38
su extracción de vegetales, 2.43
métodos para su mantenimiento, 3.32
tornasol, 2.44
su alimentación, 3.32
Indicadores de médula vegetal para cargas
su funcicin en el aireamiento del suelo, 4.63
eléctricas. 2.143, 2.145-46
Longitud, 4.70 C,4.74
Inercia:
Lumbricus (lombriz de tierra), 3.32
con dos péndulos hechos con latas,2.241
Luna:
con libro y pala, 2.242
corona, 4.143-144 ,
con una piedra, 2.240
creciente, 4.83
Ingravidez,4.105
cuernos de la, 4.83
eclipses de, 4.85, 4.95, 4.97
Insectos:
fases de la, 4.82-83,4.95
como alimento, 3.38
fotografía de su trayectoria aparente, 4.90
frasco para matar, 3.15
gibosa, 4.95
jaula para, 3.15 E
halo de la, 4.105
red para cazar, 3.14
órbita de la, 4.97
tablero para extender, 3.15. B
puesta de la, 4.95
Interruptores, 2.152-153
salida de la, 4.95
Inversión lateral de la escritura, 2.204
Lupa de gota de agua, 1.17-18
Invierno, 4.98
-
lndice
Lustre:
definición, 4.5
identificación de minerales por su, 4 5
Luz:
banco Óptico, 2.219
caja proyectora de rayos, 2.205-206
colores, 2.225-231
“derrame” de luz, 2.216
espejo cóncavo, 2.207
espejo convexo, 2.208
experimentos con red de difiacción, 2.227
fuentes luminosas, 2.199-200
inversión lateral de la .escritura, 2.212
lentes, 1.19-20,2.211, 2.217-19,4 65
prisma, 2.210, 2.220
producida por la electricidad, 2.162
rayos infrarrojos, 2.223
reflexión,2.201, 2.203, 2.206-209.2.212
refracción, 2.204, 2.211, 2.213-215
Luz ultravioleta, 2.224
282
Lledidor de salpicadura, 4.52
Mercurio (planeta), 4.79
Mercurio:
separación del agua, 2.26
su empleo en barómetros, 2.307
Meridiano, 4.70 A, 4.74
Mezclas, separación de, 2.18,2.20,2.22,2.26-27
Mica, 2.51, 4.16, 4.20
Microproyector, 1.21-22
Microscopio (véase tumbi& Lupas, 1 . 1 7-18):
ccmpuesto, 1 .22
simple, 1.17
Microscopio electrónico, 3.71
Mina roja, 4.33
Minerales:
amorfos, 4.12
color, 4.8
cristalinos, 4.12
cuarzo, 4.6, 4.14, 4.20, 4.22, 4.30, 4.33, 4.53
definición, 4.13
densidad relativa, 4.9, 4.41
dureza, 4.6
Magnesio:
elementos presentes en la corteza terrestrc,
desplazamiento del cobre en una solución
4.4
di sales de cobre, 2.72, 2.80 B
en solución, 4.55
en la corteza terrestre, 4.4
fddespatos, 4.6. 4.15, 4.20, 4.22
en las rocas ígneas, 4.21
livianos, 4.9
su combustión en el aire, 2.28 B
lustre, 4.5
su reacción con el ácido clorhídrico, 2.36 C,
magnetismo en los, 4.13 A
2.74
no cristalinos. 4.13
su reacción con el bióxido de carbono, 2.77
notas para identificación de. 4.20
Magnetismo:
opacos, 4.11
agujas simples, para brúiulas, 2.164
pesados, 4.9
bobina imantadora, 2.166
piezoelectricidad y piroelectricidad, 4.33
campos magnéticos, 2.173-174
propiedades físicas de los, 4.20
división de imanes, 2.172
prueba dsl ácido clorhídrico, 4.13 B, 4.55
electromagnetismo. 2.175-181
pruebas de identificación, 4.13
en los minerales, 4.13 A
rayado, 4.7
imanes artificiales, 2.169
rotura (clivaje y fractura), 4.10
imanes naturales, 2.168
transparencia, 4.11
imanes suspendidos libremente, 2.167
trasluz, 4.11
inclinación magnética, 2.165
turmalina, 4.33
polos magnéticos, 2.171
Miriofilo, 3.9
sustancias magnéticas, 2.170
Maíz, 3.52, 3.56
Moldes de yeso, 3.5
Manómetro, 4.110
Moléculas, construcción de:
Manzana, 3.55
de caseína a partir de la leche, 2.100
Máquinas:
resina de formaldehído-resorcinol,2.102
correas de transmisión, 2.258
resina de urea-formaldehído,2.101
engranajes, 2.259-260
Molinete de riego, 4.104
hélice, 2.266
Monocotiledón, 3.52 A. 3.56, 3.60
palancas, 2.252
Moscardas, 3.70
plano inclinado, 2.257
Moscas de la fruta:
poleas, 2.254-256
alimentación, 3.23
reducción de la fricción, 2.161-265
caza, 3.23
torno, 2.253
cría, 3.23
Marcación de cuerpos celestes, 4.67
pobhciones, 3.23, 3.30
Mármol, 2.38, 2.91, 4.23, 4.31
Mostaza, semillas de, 3.58-59
Marte, 4.79
Motor eléctrico, modelo de, 2.181
Mecánica:
Motores (acción y reacción), 2.249-251,
balanzas, 2.232-233
4.102-104
experimentos sobre la gravedad, 2.234-235, Movimiento browniano, 2.52
2.238-239
Movimiento del cielo con las estaciones, 4.77
fuerzas, 2.243, 2.351
Movimiento ondulatorio:
inercia, 2.240-242
en una cuerda, 2.182
máquinas, 2.252-266
luz, 2.199-231
péndulos, 2.236-237,2.241
sonido, 2.190-198
283
Indice
tanque de ondas: impulsos circulares,2.184;
impulsos rectos, 2.185; reflexión en barreras recta y curva, 2 187; refracción.
2.188-189
Muscovita, 4.16
hlusgo, 3.39
Nabos, 3.46 B
Naftaleno, 2.2-3,2 16, 2 46, 2 60
Negro de humo, pintura al, 1.59
Neón, 4.101
Neptuno, 4.28
Nesslar, reactivo de, 1.66
Newton,leyes del movimirnto de,4.102,4.105
Nidos:
de hormigas, 3.33 A
de pájaros, 3.6-7
Nitrato de bismuto, 1 41
Nitrato de mercurio, (I), 1.49
Nitrato de plomo, 2.71
Nitrato de potasio, 2.47, 2 81
Nitrógeno, en los alimentos, 2.98
Nubes:
altostratus, 4.143-144
altura de las nubes, 4.143
cirrocúmulus, 4.143-144
cirrostratus, 4.143-144
cirrus, 4.143-144
cúmulonimbus,4.143-144
estratocúmulus, 4.143-144
estratus, 4.143-144
formación de nubes en una botella, 4.135
niebla, 4.143-144
iiiinbostratus, 4.143-144
Nueces molidas, 2.23
Oclusión de frentes cálidos y fríos, 4.138
Octantis (sigma) , 4.76 B
Oído, 2.197
Olivina, 4.18
Orbita de la Luna, 4.97
Orión (El Gran Cazador), 4.72-74,4.91
Ortoclasa, feldespato de, 4.15
Osmosis, 3.47
Ovario, de las flores,3.53-55
Oxidación:
. de las soldaduras,1.6
peróxido de hidrógeno,2.76 B
óxido de hierro, 2.42, 2.318, 4.58
Oxido cúprico amoniacal (rractivo de Schweitzer), 1.58
Oxido de cinc, 2.31,2.94
Oxido de manganeso (IV),2.35, 2.88, 2.94
Oxido de níquel, 2.94
Oxidos de hierro, 2.40-42, 2.318, 4.22,4.58
Oxígeno:
absorbente del oxígeno, 1.67
en la corteza terrestre.4.4
,oxidación,1.6, 2.42, 2.76 B, 2.318, 4.58
respiración de las hojas, 3.41
respiración de los animales, 3.61
su obtención, 2.35 A, 2.94
sus propiedades, 2.35 B
Paja (de beber), 1.15, 2.306, 4.48, 4.67
Pájaro carpintero, 3.5
Pájaros:
alimentación, 3.8
comportamiento en el nido, 3.6
construcción de nidos, 3.7
impresión en yeso de sus pisadas, 3.5
tipos de patas, 3 5
tipos de picos, 3.4
Palancas, 2.252
Papel sensible al calor, 1 64
Parafina, 2.122
Paramecium, 3.35
Partículas coloidales, 2.58
Patata, 3.45, 3 47-48,3.58 B; patata dulce,
3.46 B
Patos, 3.5
Pegasus, 4.22
Pelícano, 3.5
Péndulos:
acoplados, 2.237
de FoucauIt, 4.48, 4.88
simples, 2.236
Período de rotación del Sol, 4 86
Permanganato de potasio, 2.30 A, 2 55 B,
2.56, 2.76, 2.90, 2.96, 2.124
Permeabilidad del suelo, 4.54
Peróxido de hidrógeno, 2.35, 2.76, 2.94
Perspex, 2.97
Peso, 4.105
Peso y presión, 2 267
Petirrojos, 3.7
Petróleo crudo, 2 21
Pez, 3.65
Piedra arenisca, 4 22
Piedra caliza, 4.22, 4.31, 4.38,4 40, 4.55
Piezoelectricidad, 4.33
Pila seca, 2.88, 2.150-151
Pilas eléctricas, véase en Pila seca.
Pinzas para laboratorio, 1 .35
Pinzas para tubos de ensayo, 1 34
Piroxenos, 4.17
Pistilo de las flores, 3.53-54
Plagioclasa,feldespatos de, 4.15
Planaria, 3.20-22
Planetas, véase en Sistema solar.
Plano inclinado,2.257 A; en espiral,2 257 B;
cric sencillo, 2.257 C
Plantas (véase taníbibn en Actividad de las
hojas) :
crecimiento sin agua de las. 3 46
efecto de la luz en las, 3 58
efecto del agua en las, 4.44. 4.124-126
efecto del sueíd en las,4.39-40.4.44.4.50 B.
4.52, 4.62
Plantas vasculares, 3 60
Plata:
cromato de, 2.71
ioduro de, 2.71
nitrato de, 2.71
Plomo:
acumulador de, 2.87
aleaciones de plomo y estaño, 2.61-63
electrólisis de la fusión plomobromo, 2.68
en fusión como conductor de electricidad,
2.60
su reacción con los ácidos diluidos, 2.74
Pluviómetros, 4.46, 4.111, 4.113, 4.123.133
Población del camarón de agua salada,3.31
Población humana, su crecimiento, 3.29
lndice
284
Poblaciones:
Probeta graduada, 4.1 1 1
drl camarón de agua salada, 3.31
Probetas graduadas, 1.29
de la levadura,3.26
Propano, quemador a gas, 1.27
de la mosca de la fruta, 3.30
Protoplasma, corrientes en el, 3.66
gráficos de variación, 3.28
Protozoarios, 3.35, 3.66
humanas, 3.29
Proyector, 1 ,20
Poleas:
Proyectos meteorológicos:
polea fija simple, 2.255
abrigo para instrumentos meteorológicos,
polea móvil simple, 2.256
4.113
polea simple, 2.254
cantidad de polvo en el aire, 4.141
Polen, su germinación,3.51, 3.54-55
cdnstrucción de instrumentos meteorológicos,
Poliestireno (espuma de estireno), caloríme4.107-114
tros de, 1.28
frentes, 4.138, 4.143-144
Polos:
huracanes, 4.144
norte, 4.70 C
lámina indicadora del tiempo, 4.140
norte celeste, 4.71
medición de la velocidad de los vientos d e
sur, 4.70 C
altura, 4.139
sur celeste, 4.71
nubrs, 4.135, 4.141, 4.143
Polvo de hornear, 2.39
oclusiones, 4.138
Potómetro, 3.43
registro meteorológico, 4.137
Precipitación pluvial, 4.46, 4.50-53, 4.111,
tormentas eléctricas, 4.142
4.132-133
tornados, 4.144
Presión:
Psicrómetro de honda, 4.114, 4.134
de diferentes líquidos, 2.270
Puntos de ebullición, su determinación de Iísu efecto sobre los minerales, 4.33
quidos inflamables,2.6
y peso, 2.267
de mezcla de dos líquidos, 2.7
del agua, 2.5
Presión atmosférica:
efecto de la presión sobre los, 2.8
barómetro aneroide, 2.308
Puntos de fusión:
baróm-tro de mercurio, sencillo, 2,307
bomba elevadora con una jeringa,2.311
ácido esteárico, 2.2
efectos de las impurezas sobre los, 2.4
bomba impelente con un tubo de ensayo,
2.312
naftaleno, 2.2-3
detección del aire, 2.302
el aire ejerce presión, 2.301-319, 4.115, Quemador a carbón, 1.22
4.117
Quemadores:
a alcohol, 1.25, 2.1
el aire ocupa espacio, 2.303
a carbón, 1.24
el aire posee masa, 2.304, 4.116
a gas propano, 1.26, 1.27
elrvación de agua mediante la presión del
Bunsen, 1.26, 2.1
aire, 2.315
de vela, 1 23
empleo de la presión dtel aire para atravesar,
una patata con una paja, 2.306
experimentos con corrientes de aire, 2.319 Rábano, 3.48, 3.58 A, 3.58 C, 3.59 A
experimentos sobre la presión con jeringas, Radiación calorífica:
enfoque de ondas caloríficas, 2.131
2.301
su paso a través del vidrio, 2.133
la presión del aire y la oxidación,2.318
su variación srgún el tipo de superficie,
mrdición de la presión atmosférica, 2.309.
2.134
310
modelo funcional de los pulmones, 2.317
Ranas, 3.10, 3.39-40,3.65
relación .entre volumen y presión (ley de Rayado, 4.7
Boyle) , 2.316
Rayos infrarrojos,2.223
sifón simple, 2.313
Reacción entre iones de soluciones acuosas,
surtidor con un sifón,2.314
2.71
Presión de agua:
Recepticulo,de las flores, 3.53-54
elevación de pesos mediante la, 2.274
Reducción, 2.76
en la experiencia sobre el impulso, 4.104 A Reflexión de la luz, 2.201, 2.203, 2.204,
cn un recipiente grande, 2.271
2.206-208
equilibrio de columnas de agua, 2.273
Reflexión de las ondas caloríficas,2.132
incompresibilidad del agua, 2.275
Refracción de la luz, 2.209-215
la presión es igual en todas las direcciones, Remolacha, 3.46 B, 3.48
2.212
Renacuajos, 3.9
los líquidos ejercen presión, 2.268
Resina, 1.5
modelo de ariete hidráulico,2.277
Respiración en los organismos, 3.41, 3 42
modelo de elevador hidráulico,2.276
Revolución aparente de las estrellas, 4.71
presión de distintos líquidos, 2.270
Reyezuelos,3.7
' variación con l
a profundidad, 2.269
Rigel, 4.74
Prisma, 2.110, 2.220
Rocas:
285
índice
colección de, 4.27-28
dzfinición, 4.3
identificación, 4.1, 4.31
ígneas, 4.18, 4.21
inetamórficas,4.22
observación dc las, 4.1, 4.29
preparación de las rocas para su ideiitifi.
cación, 4.2
sedimentarias, 4.18
textura,4.21
Rocas ígneas:
artificiales,4.24
basalto, 4.40
constituyentes básicos, 4.21
extrusivas, 4.21
formación de las. 4.21
intrusivas,4.21
porfíricas, 4.21
su textura, 4.21
Rocas metamórficas:
artificiales,4.26
clasificación, 4.23
cuarcita, 4.23, 4.40
esquisto, 4.23, 4.40
foliación, 4.23
gneiss, 4.23
mármol, 4.23,4.31
pizarra, 4.23
textura,4.23
Rocas sedimentarias:
agentes cementantes, 4.22
arcilla, 4.26. 4.32, 4 48-49,4 55, 4.6ü
arenisca, 4.22
artificiales,4.25
clásticas,4.22
conglomerados, 4.22
esquisto, 4.22
fango, 4.34. 4.60
fósiles, 4.34
pirdra caliza, 4 22, 4.31, 4.38, 4.40,4.55
precipitados. 4.22
separación de sedimentos, 4.32
sílico-calcáreas,4.22
Rocío, punto de, 4.134
Rosas, 3.55
Rotación de la siembra, 4.55
Ruedas hidráulicas, 2.278
Sapos, 3.39
Sauce, 3.48, 3.57
Sebo, 1.5
Semilla, estructura de la, 3.52
Semillas,3.49, 3.52, 4.44
Semillas de girasol, 3.52
Sépalos, 3.53-54
Separación de sustancias:
cromatografía, 2.24
destilación, 2.20
destilación fraccionada,2.21
dos líquidos no miscibles,2.26
estaño y carbono,2.18
extracción de aceite de nueces, 2.23
gas disuelto en el agua 2.25
sal y arena, 2.22
separación de sólidos por diferencia de
densidad, 2.27
sublimación, 2.19
Serpentina, 4.23
Sifones:
sifón simple, 2.313
surtidor con un, 2.314
Sílice (arena), 2.22, 4.22,4.30, 4 36
Silicio, 4.48-49,4.64
Sirius, 4.73
Sistema de referencia, 4.105
Sistema solar:
modelo de (Tierra, Júpiter,Martr, Mercurio, Neptuno, Plutón, Saturno, Urano,
Venus}, 4.70
Sol, 4.58, 4.79, 4.84, 4.86, 4 89-90,4.94,
4.96, 4.98-100,4.143
Sodio:
elemento, 4.4
su reacción con el agua, 2.73
Sol:
corona, 4.96, 4.143
duración de la iluminación solar,4.70,4.99
eclipse de sol, 4.84, 4.96
empleo del espectroscopio para determinar
la composición del, 4.101
fotografía de su trayectoria aparente, 4.90
halo, 4.144
inclinación de sus rayos, 4.100
manchas solares, 4.86
período de su rotación sobre su eje, 4,86
rekolución aparente del, 4.94
sistema solar, 4.79
su cambio de posición en el curso de las
estaciones, 4.89
Soldadura:
de conexiones eléctricas, 1 .7
fundentes para, 1.5
lámpara para, 1 8
métodos de, 1.6
soldadura dz hierro, 1.5
soldador, 1 .53
tipos de, 1.4
Solución para platear, 1 68
Soluciones:
de distinta molaridad, véase en Capitulo 1".
distintcs solventes, 2.13
efecto de la temperatura, 2.10
efecto del tamaiio de las partículas, 2.12
en los surlos,4.55, 4.56
saturadas, 2.10
solubilidad a determinadas temperaturas:
2.11
solubilidad de las sales, 2.9
Soluciones molares, véase en Capítulo 1".
Sonido:
forma de las ondas producidas por un diapasón, 2.191
fcrma de las ondas sotioras, 2.190
latas vibrantes, 2.193
materiales que absorben el sonido, 2.195
observación y percrpción táctil de vibraciones productoras de ondas sonoras,
2.192
oído, 2.197
propagación a través de la madera, 2.184
voz, 2.198
Stylonchis, 3.35
liidice
Sublimación, 2.19
Suculentas. 3.37
Suelos:
acción de los seres vivos sobre los, 4.63
ácidos, 4.47
agua en los, 4.44-46,4.48-49,4.52-56,4.59
arado de zonas adyacentes,4.53
bases, 4.47
capilaridad, 4.48,4.56-57
contenido de aire en los,4.43
densidad, 4.9, 4.41
efecto del viento sobre los, 4.64
efectos de las lluvias en los. 4.50-53
cmbudo para recoger pequeños organismos.
3.16
erosión, 4.53,4.62
extracción de muestras, 4.42. 4.54
fertilidad, 4.44
formación de los, 4.37-38
horizontes de los, 4.61
nutrición de los, 4.40
organismos de los, 5.16
perfil de los, 4.61
permeabilidad de los, 4.54
rotación de la siembra, 4.53
su acción sobre el crecimiento de los v-getales, 4.39
subsuelo, 4.44, 4.61
superficie de los, 4.44,4.61
taladro, 4.42
terrazas. 4.53
tipos de, 4.36
variabilidad de las partículas de los, 4.41
Sulfato de bario, 2.71
Sulfato de calcio,2.67
Sulfato de cinc, 2.33-34,2.69,274, 2.83,2.85
Sulfato de cobre (11). 1.42,212, 2.32-33.2.47,
2.69, 2.71-72,2.80,2.83-86.2.89,3.46 B,
3.47-48
Sulfato de hierro (II), 1.46
Sulfato de hierro (111). I .44, 4.58
Sulfato de magnesio, 1.50
Sulfato de potasio. 1 .50. 2.1 1
Sulfito de hierro (11). 2.70
Surtidores, experimentos con, 2.37 B, 2.3!4
Suspensión de partículas, 2.58
Tablas psicométricas, 4.112,-4.114
Tablero de circuitos, 2.156-163
Tablero extendedor de insectos, 3.15 t.;
l'alco. 4.6, 4.23
Tallo de las plantas:
crecimiento de los tallos,3.50;electo de la
gravedad,3.59 A. 3.59 6; crecto de la
luz, 3.58 A, 3.58 B: efecto de lo luz
coloreada,3.58 D
dicotiledones,3.57
inonocotiledones. 3.56
tejido. 3.60
Tanque para observación de loa ondas.
2.183-189
Tejidos:
circulación de lo sangre e n cI pcz y I;I
rana, 3.65
hueso, 3.63
músculos, 3.63
286
sangre y vasos sanguíneos,3.63-65
tejido de la pata de pollo. 3.63
tejido del tallo, 3.60
tendones, 3.63
Telescopios:_
espejos para. 4.65
lentes para, 4.65-66
reflectores,4.66
refractores, 1 19. 4.65
Temperatura:
efecto sobre: el agua, 2.129, 4.59: la cvapcración del agua,4.128,4.135: las plaiilas. 4.44
en frentes, 4.138
cn registros del tiempo, 4.137
percepción, 2.1 12
piroelectricidad, 4.33
Templado del acero, 2.ú4
Tenebrio (gusanos de la harina), 7.24, 3.61
Tensión superficial:
acción del jabón, 2.290
aguja que flota en el agua, 2.291
bote impulsado por la, 2.297
comprimiendo agua, 2.296
conservando agua en un tamiz, 2.294
hojita de afeitar que flota cn el agua.
2.292
levantando la superficie del agua, 2.293
soplado de burbujas de jabón. 2.298-300
vaso colmado de agua, 2.295
l'eodolito (astrolabio), 4.67
Termitas, 3.36
Termómetros:
contraste de un termómetro,2.115
de alcohol, 2.114
de bulbo húmedo y dc bulbo seco, 4.114
determinación del punto de rocío,4.134
su funcionamiento,2.113
Termoscopio, 2.116
Terrarios, 3.36-39
Terrazas, su construcción,4.53
Tetracloroetano, 2.17
Tetrahymena, 3.35
Tiempo, 4.70, 4.94
su determinación por el cuadrante solar,
4.68-70,4.89 B
iiempo atmosférico,ukasc en Aire,Agua. Proyectos meteorológicos, Viento.
Tiempo medio local, 4.94
Tierra:
Círculo Polar Artico, 4.70 A. 4.98-99
distinta duración del día y de la noche.4.99
ecuador terrestre, 4.70 A, 4.88. 4.94,
4.98-99
efecto de la inclinación de los rayos solarcs
sobre la cantidad de calor y luz que recibe la, 4.100
elementos de la corteza terresirc. 4.4
en el sistema solar, 4.79
gravedad terrestre, 4.104C, 4.105
órbita de la. 4.97, 4.99,4.105
rotación, 4.70 A, 4.70 B. 4.87-88.4.91,
4.98
trópico de Cáncer, 4.70 A, 4.98-99
trópico de Capricornio,4.99
Titulado (de ácidos y bases), 2.78
,
Vidrio:
Tolueno, 2.15, 2.48
doble, 1.1
Tomates, 3.55, 3.57
emparejado en la llama, 1.2
Topacio, 4.6
lana de, 1.28
Tormentas eléctricas, 4.142
planchas de, 1.1
Tornados, 4.144
precauciones en el corte, 1.1
Tradescantia, 3.68
simple, 1.1
Trampas para animales y reptiles, 3.18
su corte, 1.1, 1.2
Trampas para moscas de la fruta, 3.23
su corte con una resistencia de alainbrc,
Transformador, 1.3
1.3
Tránsito (instrumento), 4.139
tubo de, 1.2
Translucidez de los minerales, 4.11
Trementina, 1.5
Viento:
Tricloroetano, 2.17
anemómetro, 4.108, 4.113
Trípode, 1.30
anemómetro de deflexión, 4.109
Tubo capilar:
escala de intensidad del, 4.137
su empleo en la determinación del pun~ü
indicador de la dirección del (veleta),
de ebullición, 2.3
4.107, 4.113
y del punto de fusión, 2.6 B
medición de la velocidad de los vientos de
Turmalina, 4.33
altura, 4.139
separación de partículas del suelo, 4.64
Urano, 4.79
su efecto sobre el suelo, 4.64
Urea, 2.89
velocidad de huracanes y tornados, 4.144
Ursa Major, 4.72, 4.78 B
Visual, dirigida a los cuerpos celestes (marUrsa Minor, 4.72
cación), 4.67
Vorticella, 3.35
Vacío, 2.196
Voz, emisión de la, 2.198
Valvas, 4.34
Wood,
metal de, 1.53
Vega, 4.76 A, 4.78 B
Vela (bujía), estudio de su llama,2.1 D
Xilol, 2.48
Velocidad de la luz, 4.73
Ventilación, 4.i 19
Yeso, 2.67, 4.6
Venus (estrella matutina y vespertina), 4.79-80 Yeso d- París, 2.67, 3.5, 4.25, 4.34
Verano, 4.70, 4.98
Vía Láctea, 4.71, 4.73
Zinc, véase en Cinc.
ESTA EDICIÓN DE. 15.000 EJEMPLAR~S
SE TERMINÓ DE IMPRIMIR EN OFFSET
EL DíA QUINCE DE DICIEMBRE DEL A N O
MIL NOVECIENTOS SETENTA Y CINCO
EN LOS. TALLERES GRÁFICOS DE LA
COMPAÑfA IMPRESORA ARGENTINA, S.A.,
CALLE ALSINA 2049
BUENOS AIRES.
-
LA COMPOSICI~NY EL ARMAW ESTUVIERON A CARGO DE CASTROMÁN, ORBE
Y CÍA., CALLE CARLOS CALVO
BUENOS AiRES.
1861,
o
A
C NISMAJOR
4
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