domingo, 24 de mayo de 2009

Un motor eléctrico

Gracias al fenómeno de la inducción magnética podemos utilizar transformadores, generadores, motores eléctricos, la vitrocerámica de inducción y la mayoría de las demás máquinas eléctricas.

¿Que es la inducción magnética?

Cuando movemos un imán permanente por el interior de las espiras de alambre de cobre, se induce una fuerza electromotriz (FEM) o flujo de corriente eléctrica producida por el campo magnético que movemos de forma manual. Podemos detectar la corriente eléctrica inducida por medio de un galvanómetro, y observaremos que si colocamos el imán en sentido norte-sur, la corriente eléctrica irá en un sentido, y si lo colocamos de sur-norte, la corriente inducida será de sentido contrario.

De igual manera una corriente eléctrica genera a su vez un campo magnético inducido, que podemos ver a través del dibujo de sus lineas de campo, si colocamos un papel encima y limaduras de hierro. Este efecto lo podemos ver en el impresionante vídeo de yagoclua en youtube:



¿Como funciona un motor eléctrico?

Un motor eléctrico utiliza este principio para generar energía cinética, energía de movimiento. Si colocamos un imán permanente cerca de una corriente eléctrica, se generará un campo magnético que, por la ley de lenz, tendrá a oponerse al campo magnético permanente. Para oponerse al campo magnetico permanente, la bobina o simplemente el cable de cobre por el que pasa la corriente empezará a girar.

Dependiendo del sentido del campo eléctrico, el campo magnético inducido será en un sentido o en otro, y por tanto el sentido de giro tambien variará como podemos observar en el siguiente vídeo:



Hay muchísimas maneras de realizar un motor. Aquí podemos ver otra manera muy sencilla de realizarlo (vídeo de femeniafernando):



Y en el siguiente vídeo de gildbonfac, un fantástico motor levitando en el aire por efectos diamagnéticos con grafito pirolítico:



Sergio

martes, 19 de mayo de 2009

Arte Casellas

Navegando por youtube he encontrado varios videos que son dignos de mención. Estan realizados por Vicky Fernandez Casellas, profesora de dibujo de un instituto público, que ademas realiza su propio trabajo y lo expone.
El hecho de que salga en este blog es porque utiliza pintura fluorescente en sus obras. De esta manera puede conseguir efectos increíbles. El cuadro se ve de una forma al natural y de otra bajo la luz ultravioleta.



Me ha parecido muy interesante la aplicación de fenómenos conocidos físicos para crear algo nuevo dentro de otra área como es el dibujo y la pintura. No conozco en persona a la autora peo desde Cluster deseamos todo lo mejor para esta gran innovadora.

Si quereis entrar en su web clica aqui

Sergio

lunes, 18 de mayo de 2009

Experimento de las Coca-Colas

En este artículo vamos a poder ver uno de los experimentos mas divertidos y simpáticos que hay en ciencia, y ademas de los mas baratos. Tan solo necesitaras una bidón con agua (nosotros utilizaremos una garrafa de agua de plástico a la que hemos recortado el cuello, y tres Coca-Colas de lata sin abrir. ¿En que consiste? En el artículo referente a las curiosidades con la densidad hacíamos referencia a un experimento realizado también en el hormiguero hace casi ya tres años.



En este vídeo podemos ver el experimento algo mas ampliado:



Pero, ¿por que sucede?

Lo cierto es que la densidad de las tres latas (Coca-cola normal, light y zero) son muy parecidas entre ellas, y a la vez similares a las del agua, pero hay diferencias substanciales. Se puede comprobar experimentalmente que las densidades medias de las latas de Coca-cola light y zero son ligeramente inferiores a la densidad media de la Coca-cola normal. Concretamente y utilizando datos del artículo de Claudi Mans referenciado al final de este post, son para la Coca-cola normal de 1,04 g/cm3 y para las Coca-colas light y zero aproximadamente 0,99 g/cm3. Comparando con la densidad del agua pura a 4ºC, que es de 1g/cm3, podemos decir que la Coca-cola normal se hundirá y las otras latas flotaran.

¿Por que pueden flotar?

En este momento hemos de empezar a suponer y realizar hipótesis. Sin duda seria la primera pregunta, y la respuesta es rápida: por que tiene gas (dióxido de carbono disuelto en agua). Es obvio que si tenemos aluminio, agua y demás ha de haber algún otro ingrediente que haga disminuir la densidad media de las latas.

¿Y por que algunas flotan y otras no?

Ahora es un buen momento para lanzar alguna hipótesis sobre el tema. Si miramos cuidadosamente los ingredientes de cada lata podremos observar que la lata de Coca-cola normal tiene azúcar y las otras no. ¿Que contienen las otras? Pues aparte de conservantes (E-211-benzoato de sodio) lleva tres tipos diferentes de edulcorantes (E-950 acesulfamo k (200 veces mas dulce que el azúcar), E-951 aspartamo (200 veces mas dulce que el azúcar)y el famoso E-952 ciclamato sódico* (35-70 veces mas dulce que el azúcar). Eso quiere decir que para poder endulzar "de la misma manera" la Coca-cola light y la zero, han de añadir mucha menos cantidad de edulcorantes que de azúcar en la normal. De ahí la diferencia de densidades entre la zero-light y la normal.(Los datos de los edulcorantes son de Tabla de aditivos, los números E de I.Elmadfa, E. Muskat y D. Frtizsche (editorial Hispano Europa)

La diferencia entre las coca-cola light y la zero son (aparte que la light tiene E-330 ácido cítrico y la zero E-331 citrato sódico)la diferente proporción de edulcorantes. Para obtener la menor cantidad de calorías por lata se ha utilizado mayor cantidad de ciclamato sódico y aspartamo, bajando la cantidad de acesulfamo K, que posee menor poder edulcorante. De esta manera la densidad media de la lata de coca-cola zero es menor que la de coca-cola light.



Hay que pensar que para realizar este razonamiento hemos supuesto dos cosas:

1. Las tres latas son iguales. Realizando medidas de volumen hemos podido comprobarlo.
2. En las tres latas hay la misma cantidad de gas. No comprobado.

Por lo que se trata de una posible teoría y no un hecho incuestionable, y puede dejar de ser válida si aparece algún dato experimental que lo desmienta. Y como dijo el abogado: es inocente hasta que no se demuestre lo contrario.

Sobre este experimento se pueden realizar mil variaciones. ¿Que pasaría si calentáramos el agua del bidón sobre el que se añaden las latas? ¿Que pasaría si añadiésemos sal al agua? ¿Funciona el experimento igual de bien con agua del grifo o agua destilada? ¿O con agua de mar y agua del grifo? ¿ El experimento es valido para todas las latas de Coca-cola fabricadas en los diferentes lugares del mundo? Uno de los comentarios que se realizaron en youtube en el vídeo fue que se había probado y que las tres latas flotaban, y me preguntaban el porque. Obviamente existen muchos parámetros que actúan en este experimento, al haber tan poca diferencia de densidades medias entre las tres latas. Mi recomendación es la de controlar y fijar lo máximo posible los parámetros para intentar controlar el experimento. Espero que con el post os haya ayudado a entender algo mas y a animaros a realizar el experimento.

Por cierto, ¿alguna idea sobre las Pepsis?

Sergio

* El Ciclamato sódico está prohibido por la FDA (food and drug administration), debido a sus posibles efectos cancerígenos desde 1969.(Sodium cyclamate - NNS, ILL - Removed from GRAS list 10-21-69 - 189.135). De esta manera, no encontraremos ciclamato sódico en ningún productos de Estados Unidos, Gran Bretaña, Australia, Bélgica, etc...pero si en los países de la UE, donde la regulación es mas flexible.(Mas Información)
Al parecer, la hidrolisis del ciclamato genera ciclohexilamina, altamente tóxico, teratogénico, aunque de momento los ensayos realizados en mamíferos han dado negativo en carcinogenesis.
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Algunos de los productos en España que contienen ciclamato sódico son Coca-Cola light y Zero (parece ser que las pepsis no llevan ciclamato sódico), Fanta Zero, Nestea sin azucar y Mermeladas Hero Diet.

AMPLIACIÓN DEL ARTÍCULO (3/1/2012)

Si quieres saber mas sobre el famoso experimento de las latas de Coca-cola puedes entrar en el artículo realizado por Claudi Mans i Teixidó (profesor del Departament d'Enginyeria Química de la Universitat de Barcelona), gran divulgador en temas de química con varios libros de divulgación en el mercado. ¡Un saludo Claudi!

domingo, 10 de mayo de 2009

Movido no agitado

Observa atentamente el siguiente experimento:



¿Como podemos explicarlo?

Lo que hemos realizado es una separación por densidades. El vino contiene alcohol etílico o etanol de formula C2H5OH y de densidad menor a la del agua (0,789 g/cm3, mientras que el agua es de 1 g/cm3). Esto significa que si los juntamos, en principio, como hemos visto en la densidad de los alimentos, el vino "flotaria sobre el agua". De hecho podríamos decir para ser exactos, que la mezcla agua-alcohol del vino arrastraría los compuestos coloreados del vino (taninos) hacia la parte superior.

Pero, ¿por que no se mezclan?

Como todos sabemos, el alcohol etílico se mezcla perfectamente con el agua, y también lo realiza el vino... así pues, ¿cual es la explicación al misterio?

Para poder explicarlo tenemos que hablar de dinámica de fluidos. No os asustéis, no es muy difícil. Existen dos tipos de flujos o corrientes: laminar y turbulenta. En la turbulenta apenas hay control. Las moléculas se mezclan automáticamente en formas de remolinos violentos y el alcohol se disuelve en el agua sin remedio. En el flujo laminar en cambio, el proceso es muy lento, y se puede considerar que los fluidos de mueven como si fuesen láminas unas sobre las otras apenas sin tocarse. ¡¡¡En este caso podemos incluso unir agua y vino, y conseguir que éstos no se mezclen!!!

Sergio

martes, 5 de mayo de 2009

Curiosidades con la densidad

Uno de los conceptos que se estudian inicialmente en la enseñanza secundaria es el de densidad. Densidad es la relación entre la masa de un cuerpo (que no su peso) y el volumen que ocupa tal cuerpo. Una práctica sencilla sería la de determinar la masa de diversos cuerpos por medio de una balanza, así como su volumen por la variación de la altura del agua en una probeta al introducir el cuerpo y dividir los resultados.



De esta manera podemos clasificar los cuerpos en densos o poco densos, y nos daremos rápidamente cuenta que no los cuerpos mas grandes, no han de ser los mas densos, ni los pequeños poco densos. Una practica excelente para empezar a relacionar densidades con objetos y clasificar así las substancias es dejándolas caer en agua. Si flotan es que son menos densas que el agua. Si se hunden es que son mas densas...



¿Que pasaría con otros objetos como por ejemplo latas de Coca-Cola?



¿Porque la lata de Coca-Cola normal se hunde y la de Coca-Cola zero flota?

En breve en Cluster

Sergio

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