Bomba de vacío

Para hacer vacío en un recipiente hermético hay varios métodos: con una bomba extractora eléctrica, de uso general o alimentario, o bien con una bomba manual para recipientes alimentarios. Este último es el más económico (alrededor de 20 euros con varios tupperwares) y resulta suficiente.

Se trata de anudar un globo con muy poco aire dentro para que se quede deshinchado y colocarlo en un recipiente de vacío. Cerrarlo herméticamente, colocar la bomba extractora e ir bombeando para sacar aire. Es mejor utilizar un recipiente pequeño, de medio litro, para que se note antes el efecto al tener que extraer poco aire. De todos modos, se necesitan al menos treinta bombeos para que el globo se hinche apreciablemente (hay que tener cuidado con la bomba extractora, porque cada vez hay que hacer más fuerza para bombear).

Es importante justificar por qué se hincha el globo y por qué se vuelve a deshinchar al abrir la válvula y entrar aire en el recipiente, basándose en el modelo de partículas de la materia: al extraer aire, hay cada vez menos partículas rodeando al globo, que en su interior tiene las mismas, por lo que el globo se hincha para que las presiones interior y exterior se igualen de nuevo. No es necesario usar la ley de Boyle, ya que es suficiente con plantear el modelo de partículas que se mueven desordenadamente y chocan con las paredes del recipiente que las contiene, desde dentro del globo o desde fuera.

Con este aparato se pueden hacer más experimentos interesantes. Tres ejemplos: colocando una esponja o una nube de chuche dentro, se hinchan al extraer aire; si se coloca centro un altavoz que esté sonando (bluetooh sincronizado con un teléfono), se deja de oír casi del todo al sacar aire; echando agua a unos 30 ºC, al bombear aire llega a hervir a temperatura ambiente.

Hemos adquirido recipientes de la marca Vacuumsaver en Amazon con tres envases (los de las imágenes) y la bomba de vacío (sobre 20 euros) y también Sonal Deco, muy parecidos por 15 euros (cuadrados y gomas en rojo).

El criterio de búsqueda es "recipiente vacío" o incluir términos como vacuumsaver, taper, tupper, sellado, etc.

Diablillo de Descartes

Un objeto flota en agua si su densidad es menor que la del agua. En este caso el objeto es una especie de medusa de plástico, introducida en una botella casi llena y con el tapón puesto. Las botellas de gaseosa de un litro son adecuadas para el experimento, y también  sirven las de agua de medio litro.

Al presionar la botella, aumenta la presión del aire en la zona superior y obliga a entrar agua en la medusa por el agujero superior. Como entonces aumenta su masa y se densidad, la medusa se va sumergiendo y llega hasta el fondo. Al dejar de presionar la botella, el proceso se invierte y se vuelve a la situación inicial.  Controlando la fuerza que haces puedes conseguir que se quede en equilibrio a mitad de botella.

Se puede justificar también en términos de empuje y principio de Arquímedes, pero esto es más adecuado en 4º de ESO, aunque sirve para explicar la flotabilidad de peces y submarinos.

Si se da la vuelta a la botella, el diablillo se llena de agua, y se queda en el fondo al colocar la botella en la posición correcta. Hay que vaciar la botella, sacar el diablillo y secarlo con un secador, con lo que está listo para funcionar correctamente.

Lo hemos adquirido en la tienda ZD-East de Aliexpress a un precio de 1,20 € el par. En las demás los precios son muy parecidos.

El criterio de búsqueda es "buzo cartesiano".

Hay otro modelo en forma de diablillo de vidrio que se vende en Ventus con una probeta y un tapón de goma. Es más interesante porque se ve subir el nivel del agua dentro del diablillo, pero mucho más caro: 15,09 € más los gastos de envío.

Además, es muy delicado  porque el vidrio es muy fino y se rompe con facilidad (lo digo por propia experiencia), así que solamente recomiendo su compra como decoración, pero no para usarlo en el aula: las medusas son de plástico y funcionan muy bien.

Pájaro bebedor

¡Esta sí que parece una máquina de movimiento perpetuo! Pero, como todas, tiene su truco.

La clave del funcionamiento está en que el fieltro de la cabeza del pájaro se moja y el agua se va evaporando, proceso que necesita energía, que se extrae de la energía térmica de la propia cabeza produciendo su enfriamiento. Entonces también se enfría el vapor interior, cuya presión disminuye y hace subir el líquido. Como consecuencia aumenta el peso de la cabeza, que cae hasta que el pico se introduce en el líquido y la parte inferior del tubo queda al aire en el depósito inferior, con lo que cae el líquido y la cabeza retrocede. Este proceso se repite continuamente mientras se moje la cabeza, por lo que conviene mojar la cabeza al principio; si el ambiente está a temperatura alta, la evaporación se favorece y el proceso es más rápido.

Hay que ajustar la altura de la cabeza sobre el eje de giro para que al mojarse el pico salga algo de líquido de la cabeza, y colocar la patilla metálica para que pueda girar libremente todo el mecanismo.

El líquido es éter dietílico coloreado, poco denso y muy volátil. 

El vidrio es fino, y hay que tratar con mucho cuidado el pájaro.

Comprado en Amazon en la tienda Sunshier 4,56 € y envío gratuito.

El criterio de búsqueda es "pájaro bebedor".