El foc s'apaga ... Art de màgia o art de ciència?

tronc

Si algun dia voleu ser mags per uns moments i deixar bocabadats als vostres companys, tan sols cal que feu aquest sorprenent i senzill experiment.

El que farem serà simular la presència d'un líquid imaginari dins d'una gerra que apagarà un seguit d'espelmes col·locades en filera una al costat de l'altra.

Som-hi!

Materials
  • Una gerra
  • Vinagre
  • 4 o 5 espelmes (poden ser petits llantions)
  • Mitja collerada sopera de bicarbonat de cuina

Procediments:
  • Amb una cullera, aboquem el bicarbonat a dins la gerra.
  • A continuació hi tirem bon un raig de vinagre (veurem que es genera una efervescència).
  • Tot seguit, i sense perdre gaire temps, inclinem la gerra sobre la flama de les espelmes, com resseguint-les per sobre (eps! sense que es vessi el contingut de dins la gerra). N'observem el resultat.

Resultat i conclusions

La barreja entre el bicarbonat de sodi (NaHCO3) i el vinagre (CH3COOH), produeix una sal (NaCO3), aigua (H2O) i diòxid de Carboni (CO2). La sal es disol fàcilment amb l'aigua que es produeix, i el diòxid de Carboni és el responsable de l'efervescència que observem.

El diòxid de Carboni és un gas més pesat que l'aire, això fa que es quedi al fons de la gerra i que el poguem abocar sobre les espelmes sense que se'ns escapi per dalt. Quan aquest CO2 arriba sobre l'espelma, desplaça l'oxigen necessari per que la flama segueixi encesa, amb la qual cosa, se'ns apaga la flama com per art de màgia. En realitat però, ara ja sabem que ha estat per art de ciència!

Aquest mateix diòxid de Carboni és el gas que s'utilitza per omplir els extintors (extintors de neu carbònica) que ofeguen alguns focs, i també s'utilitza per a fer les bombolles en les begudes amb gas.


Alb.


Sòlid o líquid? .... Aquesta és la qüestió

tronc

Suposo que tots sabeu diferenciar fàcilment un líquid d'un sòlid. La fluïdesa d'un líquid dista molt de la duresa que presenta un sòlid. Però a vegades les coses no són el que semblen i, fins i tot, podem arribar a tenir dubtes existencials de si estem davant d'un líquid o d'un sòlid.

Un líquid pot comportar-se com un sòlid sense deixar de ser un líquid? Un sòlid pot comportar-se com un líquid sense deixar de ser un sòlid? Anem a resoldre aquestes preguntes amb un experiment senzill però alhora molt espectacular.

Som-hi!

Materials
  • Mig got d'aigua
  • Un got ple de Maizena
  • Un recipient on poder barrejar bé l'aigua amb la maizena - un tupper mateix pot anar bé.
  • Una cullera

Procediments:

  • Amb la cullera barregem bé l'aigua i la maizena fins a que quedi una mescla que costi una mica de barrejar.
  • Observem que la mescla té un aspecte fluïd.
  • Piqueu fort amb el dit, i sense por, sobre la mescla i n'observeu el resultat. Llavors apropeu a poc a poc el dit a la mescla i submergiu-li. Observeu-ne de nou el resultat.
  • Agafem una mica de mescla amb la mà i feu-ne una bola amb les mans (com si de plastilina es tractés). Observeu el resultat quan deixeu de girar les mans.

Resultat i conclusions

Tal com us he comentat, els líquids són fluids, i aquests no tenen forma pròpia sinó que adopten la forma del recipient on es troben. Per aquesta propietat, els líquids també s’anomenen fluids newtonians.

Però hi ha una mena de fluids anomenats fluids no newtonians que tenen una característica peculiar: la seva viscositat varia segons la força que se li aplica. Això vol dir que, si hi apliquem poca tensió, es comportarà com un líquid o fluid newtonià. Ara bé, si hi apliquem una força prou intensa, el fluid augmenta la seva viscositat comportant-se com un sòlid.

I és precisament això és el que li passa a la barreja d’aigua i maizena que hem preparat. Estem davant d'un fluid no newtonià que augmenta la seva viscositat en aplicar-li una força. És per això que, en colpejar-lo o modelar-lo, respon com si es tractés d’un sòlid. En canvi, en condicions normals, es comporta com un líquid.


Alb.
Avalua, avalua't

Fer-nos invisibles: realitat o ficció?

tronc

Creieu que un objecte es pot fer invisible? I qui diu un objecte, també podríem pensar en nosaltres. Podem ser invisibles? ... La idea no està gens malament i segur que ens venen un munt d'idees lluminoses al cap si, de la nit al dia, nosaltres passéssim de ser visibles a ser invisibles, oi?.

Per veure si això és possible o no, què millor que fer un experiment senzill, ràpid i econòmic i que ens traurà de dubtes al moment.

Som-hi!

Materials
  • un litre d'oli de gira-sol
  • Un pot de vidre gran i amb la boca prou ample com per que hi entri un altre pot de vidre més petit
  • Un pot de vidre més petit
    (Lo ideal serien dos vasos de precipitats, un de gran i un de petit)

Procediments:

  • Col·loquem els dos pots de vidre, un dins l'altre.
  • Omplim el pot de dins amb oli de gira-sol fins que comenci a vessar. Sense deixar de tirar oli, acabem d'omplir llavors el pot més gran fins que el petit de dins quedi completament submergit.
  • N'observem el resultat.

Resultat i conclusions

Què ha passat? On ha anat a parar el pot petit?. Ha desaparegut! I això no és màgia, és pura física. Anem per pams amb l'explicació.

Que veiem, o no, un objecte depèn bàsicament de dos fenomens òptics: la reflexió i la refracció.

Parlem primer de la reflexió. Quan la llum incideix sobre un objecte, aquest absorbeix determinades longituds d'ona i en rebota la resta (procés que s'anomena reflexió). La suma de totes les ones rebotades ens dóna el color de l'objecte. La nostra retina és l'encarregada de captar i codificar aquestes longituds d'ona rebotades i passar-ne directament la informació al cervell. El contrast entre els diferents colors ens permet veure la forma dels objectes. Per tant, si eliminem els contrasts, els nostres ulls no podran percebre la forma i, en conseqüència els objectes passaran a ser invisibles. Això es coneix com a mimetisme i s'utilitza com a estratègia de camuflatge en molts i molts animals del nostre planeta.

Parlem ara de refracció. Quan un raig de llum passa d'un medi a un altre de diferent naturalesa, part de l'energia de l'ona es transmet al segon medi variant-ne la velocitat i, en conseqüència, canviant-ne la direcció de propagació. Això es tradueix en que la imatge que ens arriba es distorsiona. Aquest fenomen segur que l'heu observat en més d'una ocasió quan poseu una cullera en un vas ple d'aigua i en veieu el mànec deformat.

Ara analitzem el nostre experiment. Curiosament, l'oli de gira-sol i el vidre tenen característiques òptiques relativament semblants. Amb això vull dir que, les ones de llum circulen a igual velocitat en un i altre element, i per tant, els seus índexs de refracció són molt semblants. Vaja, que els angles de desviació de la llum incident i transmesa són molt semblants, disminuint a la mínima expressió la deformació de la imatge al creuar dos cossos diferents (l'oli i el vidre). Per altra banda, els colors de l'oli i del vidre també són molt semblants, generant-se un cert mimetisme cromàtic.

Amb tantes similituds òptiques, ens serà pràcticament impossible diferenciar l'oli del vidre, fent que el pot petit desaparegui davant dels nostres nassos. Això sí, no ho farà per art de màgia sinó per art de física.


Alb.
Avalua, avalua't

Conservants naturals? .... i és clar que sí!

tronc

E-200, E-203, E-212, E-235, E-249, ... Si us heu pensat que això són matrícules o coordenades geogràfiques esteu ben equivocats. Són, ni més ni menys, alguns dels conservants alimentaris més utilitzats a la Unió Europea.

Existeixen diferents maneres per conservar els aliments per tal que ens durin més. Potser us sonaran paraules com pasteorització, congelació, refrigeració, ... que sovint podem veure a l'embolcall dels productes frescos que comprem al supermercat. Però també existeixen altres mètodes per tal d'augmentar el grau de conservació d'aquests aliments.

Recordo que, al Paraguay, els indis Nivaclés i Nyandevas guardaven la carn crua exposant-la directament a l'aire per tal d'assecar-la. Curiosament, la carn no es feia malbé i us puc assegurar que vaig menjar carn d'aquella durant més d'un mes i en cap moment vaig tenir el més mínim mal de ventre. Senyal que el mètode era, si més no, eficaç.

I si assecant podem conservar els aliments, també ho podem fer salant, com per exemple, per aconseguir el pernil salat, o senzillament acidificant-los amb el suc d'algun cítric. Anem-ne a veure un exemple.

Som-hi!

Materials
  • Una poma
  • Un ganivet
  • El suc d'una llimona
  • Una cullera

Procediments:

  • Tallem en dues meitats la poma sense pelar-la.
  • A sobre d'una de les dues meitats (per la part de la polpa) hi tirem unes gotes de suc de llimona amb la cullera
  • Esperem mitja hora (o més, si en volem accentuar el procés) i n'observem el resultat.

Resultat i conclusions

Quan l'oxigen atmosfèric entra en contacte amb la part interna de la poma, ràpidament s'oxiden els compostos fèrrics de la fruita. Aquesta oxidació li donarà a la poma un aspecte marronòs (de ferro rovellat), com també passaria amb un plàtan obert o una pera pelada.

A la part de la poma on hi hem tirat el suc de llimona, l'àcid cítric ha protegit literalment la poma de l'oxidació (d'aquí que sovint se l'anomeni un antioxidant), i això ho ha fet actuant com a catalitzador alentidor, fent que les reaccions d'oxidació es donguessin a una velocitat molt més lenta. Us cas semblant el trobem també en els productes làctics: els iogurts es conserven més que la llet pel simple fet de contenir àcid làctic que s'ha originat durant la fermentació.

Degut a aquesta acció alentidora de molts processos químics, no és d'extranyar que alguns àcids s'utilitzin com a conservants naturals en molts aliments preparats. Segur que heu vist més d'una vegada que el peix cuinat s'acompanya amb una llimona, oi? Doncs, per si no ho sabíeu, l'origen d'aquesta "tradició culinària" té una explicació científica basada exclusivament en la conservació del peix.


Alb.
Avalua, avalua't

El monstre del llac Ness

tronc

Us sona el nom de Nessie? Potser us sonarà més si us dic que és el nom del monstre que "suposadament" viu al llac Ness a Escòcia (a prop de la ciutat d'Inverness). Està clar que, el monstre del llac Ness, juntament amb el Yeti, són possiblement els misteris més difosos de la criptozoologia i, qui més qui menys, n'ha sentit a parlar.

La majoria de científics i altres experts afirmen que les proves que donen suport a l'existència de Nessie no són convincents, i consideren que aquests informes són fraus o identificacions errònies de criatures molt menys reals. Si existeix, és possible que fos un rèptil marí, tot i que ja es podria haver extingit. Abans que es fessin conegudes les restes fòssils de grans rèptils la versió tradicional del monstre era, de fet, la d'un cavall.

El "monstre" del llac Ness va ser vist per primera vegada el 4 d'agost de 1933 per un londinenc anomenat George Spicer. Quatre mesos més tard, el cirugià Dr. Robert Kenneth Wilson en va poder fer les primeres i úniques fotografies que se'n tenen, i on es pot veure clarament el cap i el coll de la criatura.

Què en penseu vosaltres? Existeix? No existeix? Anem a fer un senzill experiment per desvetllar el gran misteri del monstre del Llac Ness.

Som-hi!

Materials
  • Un got transparent.
  • Gasosa.
  • Unes quantes llavors de poma.

Procediments:

  • Omplim el got amb gasosa.
  • Tirem les llavors de poma a dins la gasosa.
  • Esperem uns segons i n'observem el resultat.

Resultat i conclusions

Com heu pogut observar, les bombolletes de bicarbonat presents a la gasosa s'adhereixen a la superfície de les llavors de poma, convertint-se d'aquesta manera en uns peculiars flotadors que fan ascendir la llavor fins a la superfície del líquid. Un cop a dalt, les bombolles de bicarbonat alliberen el seu contingut a l'aire i la llavor emprèn un nou camí de baixada. Aquest fet s'anirà repetint fins a que no quedi suficient bicarbonat a la gasosa.

Anem ara al llac Ness. En el fons dels llacs interiors d'aigua dolça escosessos s'hi acumula gran quantitat de matèria orgànica que es descompont lentament generant diferents tipus de gasos (l'anomenat biogas). Aquest gas, fruit de la descomposició anaeròbia, està format principalment per metà (CH4) i diòxid de carboni (CO2), a més d'altres components com l'àcid sulfhídric (H2S), hidrogen (H2), amoníac (NH3), nitrogen (N2), monòxid de carboni (CO) i oxigen (O2).

Durant aquest procés de descomposició, les petites bombolles de biogas es poden adherir a la superfície de troncs fent-los ascendir i emergir momentaneament a la superfície de l'aigua. Si algun d'aquests troncs té una lleugera forma de cap, llavors podrem gaudir de l'observació del mismíssim "monstre" del llac Ness.


Alb.
Avalua, avalua't

Tallem gel amb fil de cuca

tronc

No us heu fet mai la pregunta de com és possible que un patinador llisqui sobre el gel amb tanta facilitat i tanta rapidesa? Com s'ho fan per no perdre pràcticament velocitat degut a la fricció? Perquè no lliscaríem igual si entréssim a la pista de gel amb uns esquís als peus?

Anem a resoldre aquests dubtes amb un experiment molt i molt senzill

Som-hi!

Materials
  • Un glaçó
  • Fil de cuca (el de pescar), en necessitarem uns 25cm aproximadament.
  • Dos petits pesos per lligar a extrem i extrem del fil de cuca.
  • Un got de vidre
  • Un plat per evitar un mullader a la cuina.

Procediments:
  • Col·loquem el got girat a sobre el plat i hi posem al damunt el glaçó acabat de treure del congelador.
  • Lliguem els dos petits pesos als extrems del fil de cuca.
  • Posem el fil de cuca a sobre el glaçó fent que els dos pesos caiguin per un i l'altre costat del got. D'aquesta manera el fil de cuca quedará tensat fent força a la part superior del glaçó.
  • Esperem 5 minuts i n'observem el resultat.

Resultat i conclusions

Com heu pogut observar, el glaçó s'ha partit literalment per la meitat, just per la zona on hi havia el fil de cuca. La pressió del fil de cuca sobre el gel ha estat el responsable que s'hagi fos per aquest lloc i no per un altre lloc. L'explicació és ben senzilla. Quan fem pressió sobre una superfície, forcem el moviment de les molécules que formen el material (en el nostre cas: aigua). Aquesta acceleració del moviment de les partícules, n'augmenta la temperatura, i en el cas del gel, el fon donant com a resultat aigua líquida.

Aquest mateix procés és el que es dóna sota uns patins de gel (hockey skates), just entre la làmina d'acer i el gel. Quan més estreta és aquesta làmina, més pressió s'exerceix sobre la superficie del gel (recordem que Pressió = Força/Superfície), i per tant, més augmenta la temperatura en aquest lloc, fonent momentàniament l'aigua i fent que el patinador llisqui suaument i ràpidament sobre una fina capa d'aigua.


Alb.


Els continents es mouen? ... Oi tant!

tronc

Està clar que vivim a la societat del "si no ho veig, no m'ho crec". Si us dic que sóc l'home més fort del món segurament ho posareu en dubte fins al dia que sigui capaç de demostrar-vos-ho, oi?

Però quan aquest eslògan l'apliquem a la geologia llavors tenim greus dificultats per justificar determinats fenòmens que succeeixen a la natura a un ritme molt lent, extremadament lent, tan lent, que és pràcticament impossible de visualitzar-los. Així doncs, parlar del moviment de les plaques tectòniques que formen l'escorça terrestre es converteix en un discurs certament volàtil per a tota persona desitjosa de justificacions.

Però tot es pot arribar a explicar, així que, anem per pams. El radi de la Terra és d'uns 6.400km. L'escorça però, tan sols n'ocupa entre uns 30 i 40km, la qual cosa la converteix en una capa relativament prima. Perquè us en feu una idea, seria una proporció semblant a l'existent entre la pela d'un préssec i el volum total del préssec.

Aquesta escorça està fragmentada en plaques litosfèriques i aquestes, curiosament, es mouen literalment "surant" sobre l'Astenosfera, una capa fluïda (magma) situada al mantell superior. La velocitat i direcció del moviment d'aquestes plaques varia en funció del punt de la Terra a on ens trobem. A la península Ibèrica, per posar un exemple, el moviment és a raó de 27mm anuals en direcció 50º Nord. Vaja, que ho fa a la mateixa velocitat a la que ens creixen les ungles (uns 0,6mm cada setmana, aproximadament). Així doncs, i fent una senzilla regla de tres, podem concloure que, cada 100 anys i sense moure'ns de casa, ens desplacem 2,7m cap al nord!

Però, per què es mouen les plaques? ... Fem-ne un senzill experiment i així ho entendrem.

Som-hi!

Materials
  • 1 paella d'uns 25cm de diàmetre
  • Oli d'oliva (suficient quantitat com per omplir 2 o 3mm la superfície de la paella)
  • Purpurina (dues o tres cullerades de cafè)
  • Una font de calor (vitroceràmica o foc).

Procediments:

  • Omplim la paella amb 2 o 3 mm d'oli d'oliva.
  • Tirem 2 o 3 cullerades de purpurina a l'oli i ho barregem bé.
  • Col·loquem la paella a la font de calor i al cap d'una estona n'observem el resultat.

Resultat i conclusions

Quan l'oli de la base de la paella s'escalfa, es dilata, disminuint així la seva densitat i fent que ascendeixi. En arribar a la superfície, es refreda i baixa pels laterals formant uns peculiars moviments cíclics en forma de bolet que són fàcilment visibles si hi hem tirat partícules sòlides (en el nostre cas, purpurina). Aquests corrents són anomenats corrents de convecció i originen el procés conegut com la Convecció de Bénard. També podem observar-los quan tenim pasta en una olla bullint o a la mateixa superfície del Sol.

El magma present a l'Astenosfera s'escalfa degut a l'energia interna del planeta fent que es generin importants corrents de convecció just a sota les plaques tectòniques. Aquesta convecció força el moviment lent i continuat de les plaques litosfèriques. És així de senzill.


Alb.
Avalua, avalua't