EXPERIMENTA CON LA QUÍMICA
Imagen de los tres vasos de plástico con los cubitos de hielo recibiendo la luz solar.
Imagen tomada durante el experimento.
EL HIELO Y EL EFECTO INVERNADERO
Todo el mundo ha oído hablar últimamente del gran problema que está causando nuestro estilo de vida, el cambio climático. Una de las consecuencias de este gran cambio está relacionada con el derretimiento del hielo de los polos. Pero, ¿Por qué se está derritiendo el hielo?
En este experimento podremos observar 3 tipos de experiencias en las que un hielo se derrite en distintas condiciones y compararemos el tiempo que tarda en cada una de ellas. Después, relacionaremos el experimento con el efecto invernadero y los cambios que se dan dentro del hielo.
El objetivo es entender la relación entre el calentamiento global y el hielo y posteriormente relacionarlo con la estructura del hielo.
Comprender cómo influye la temperatura en el proceso de descongelación.
Imagen cogida de Explorando Naturaleza.
MATERIALES
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3 cubitos de hielo del mismo tamaño
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3 vasos de plástico
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Algodón
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Film transparente
PROCEDIMIENTO
DESCRIPCIÓN
En este experimento comenzaremos colocando un cubito de hielo en cada uno de los 3 vasos. Después, cubriremos la apertura del primer vaso con film transparente. Por otro lado, colocaremos una capa fina de algodón en la apertura del segundo vaso. En el tercer vaso repetiremos el proceso del segundo vaso pero añadiendo una capa más gruesa de algodón. En la siguiente imagen se muestra el resultado del montaje experimental.
Cuando estén los 3 vasos preparados, los colocamos al sol y cronometramos el tiempo que tarda cada cubito de hielo en derretirse. Para conseguir una mayor exactitud, realizaremos el experimento 2 veces antes de comparar los resultados.
RESULTADOS Y CONCLUSIONES
Nota: El tiempo que tarda en derretirse el hielo variará según la hora del día y la temperatura, pero el orden en el que se derriten los vasos se mantendrá.
Tabla realizada con hojas de cálculo.
El cubito de hielo del primer vaso (el vaso cubierto con la capa de plástico) es el que menos tarda en derretirse. Seguido del vaso con la capa de algodón más gruesa y por último del de la capa de algodón más fina.
El derretimiento del hielo es un cambio de estado. Un cambio de estado es una modificación en el estado de agregación de la materia sin variar su composición química (es decir, la sustancia sigue siendo la misma en todo momento). Para que el hielo cambie de estado tiene que alcanzar una temperatura denominada punto de fusión.
El hielo alcanza su punto de fusión cuando la temperatura aumenta, cuanto más calor más rápido se encontrará en estado líquido. En este experimento, los cubitos de hielo obtienen el calor a partir de los rayos del sol. En el vaso con el film transparente el hielo recibe los rayos completamente, ya que la protección que tiene es muy débil. La temperatura también aumenta cuando el aire del interior del vaso queda aislado, este es el caso del vaso con una capa gruesa de algodón, aunque esté muy protegido de los rayos del sol, el calor que entra permanece dentro. Sin embargo, el vaso con una capa de algodón fina, proporciona más protección al hielo que el primer vaso y permite que haya intercambio de aire, no como el segundo.
Pero, ¿qué pasa en el interior del hielo para que cambie de estado? Cuando se calienta un sólido, se transfiere calor a los átomos, los cuales vibran con más rapidez a medida que ganan energía. A más calor, más se agitan las moléculas y sus enlaces con otras moléculas se rompen lo que produce mayor movimiento y extensión.
RELACIÓN CON EL EFECTO INVERNADERO
El efecto invernadero es un fenómeno por el cual ciertos gases retienen parte de la energía emitida por el suelo tras haber sido calentado por la radiación solar. Se produce, por lo tanto, un aumento de temperatura como el que ocurre en un invernadero.
El efecto invernadero es un tema cada vez más preocupante, ésto es debido al aumento que estamos provocando de ciertos gases como el dióxido de carbono y el metano. Además, la tierra cada vez está menos protegida porque la capa de ozono sigue resquebrajándose.
Estos factores están provocando el derretimiento del hielo de los polos que provocará la subida del nivel del mar y un aumento aún mayor de las temperaturas, ya que el hielo de los polos hace que parte de la energía que llega del sol regrese al espacio, manteniendo así la temperatura del planeta estable.
Podemos observar estos datos en el experimento que hemos realizado, el vaso con una capa fina de algodón simularía cómo debería ser la tierra, con una atmósfera que proteja a la tierra de las emisiones solares pero por la que los gases del interior puedan salir. Sin embargo, los otros dos vasos simulan el estado actual de la tierra, una capa de ozono dañada (el vaso con el film transparente) y el efecto invernadero (el vaso con una capa gruesa de algodón.
CONCLUSIONES FINALES
Finalmente gracias a todos los experimentos realizados hemos podido y descubrir muchas cosas sobre el hielo que antes no sabíamos. Nuestros hilo conductor ha sido la estructura interna del hielo, y hemos visto los puentes de hidrógeno, su estructura cristalina, como reacciona ante otros compuestos ,etc. Sin embargo, en la parte de fisca hemos descubierto muchas cosas también gracias a la temperatura y el calor. El hielo es una consecuencia directa de un cambio de temperatura y por lo tanto conlleva una parte energética que está íntimamente relacionada con el calor.
Por último, hemos aprendido que se puedan hacer millones de experimentos, búsquedas, variantes, etc de una sola cosa (el hielo en nuestro caso). Nos ha ayudado a hacer una investigación profunda y a aprender la de cosas que se pueden estudiar simplemente de uno de los estados de una de las sustancias más típicas de la Tierra; como es el H20.