Materiales:
* Un recipiente de vidrio o metal (como un vaso de precipitados o una olla pequeña)
* Agua
* Cubitos de hielo
* Un termómetro (opcional, pero útil)
* Una fuente de calor (como un quemador de estufa o una vela)
Procedimiento:
1. Llene el recipiente con agua: Llene el recipiente a la mitad de la mitad de agua fría.
2. Agregue el hielo: Coloque algunos cubitos de hielo en el agua.
3. Caliente el agua: Aplique cuidadosamente el calor en el fondo del recipiente.
4. Observe: Mira lo que sucede con el hielo y el agua.
Observaciones y explicación:
* El hielo se derretirá lentamente: A pesar de que la parte inferior del contenedor se calienta, el hielo se derretirá a un ritmo mucho más lento de lo que cabría esperar. Esto se debe a que el agua es un mal conductor de calor. La energía térmica desde el fondo del recipiente no se transfiere fácilmente a través del agua al hielo.
* El agua en la parte superior permanecerá fría: Si usa un termómetro, notará que el agua en la parte superior del recipiente permanece relativamente fría, incluso después de que el fondo se calienta.
* Convección: Puede notar algún movimiento dentro del agua a medida que se calienta. Esto se debe a la convección, donde se eleva el agua más cálida y el agua más fría. Sin embargo, incluso con la convección, la transferencia de calor a través del agua es lenta en comparación con otros materiales.
Por qué funciona esto:
* Conducción de calor: La conducción es la transferencia de calor a través del contacto directo entre las moléculas. Las moléculas de agua están unidas libremente, lo que dificulta que la energía térmica se transfiera de una molécula a otra.
* Convección de calor: La convección implica la transferencia de calor a través del movimiento de fluidos (como el agua). Si bien la convección ayuda a distribuir el calor, sigue siendo un proceso más lento en el agua en comparación con otros materiales.
Conclusión:
Esta actividad simple demuestra efectivamente que el agua es un mal conductor de calor. Se necesita una cantidad significativa de tiempo y energía para calentar el agua, y la transferencia de calor no es muy eficiente. ¡Por eso lleva tanto tiempo hervir agua en la estufa!
