34 experiencias de ciencia recreativa en un colegio de Educación Primaria. José Pedro López Pérez, Raquel Boronat Gil
12.- FÍSICA ATMOSFÉRICA.
“Una columna de aire muy pesada”

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Algo de historia

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Figura 17. Experiencia para demostrar la importancia de la presión atmosférica. Una pelota de pin-pon puede impedir que el agua salga del interior de una botella bocabajo. Fuente: Fotografía del profesorado del CBM Francisco Cobacho.

Uno de los cursos que más disfruté en materia de ciencia fue 2º de BUP. El libro y el docente que nos ilustraba disfrutaba mostrando posibles actividades sobre la vida cotidiana. Una de las experiencias más llamativas fue cuando nos hablada de un tal Torricelli y sus trabajos para determinar la existencia de la llamada presión atmosférica. Hemos hablado con anterioridad del término presión (experiencia 4). En esta ocasión la referiremos a la que lleva a cabo la columna de aire que nos inunda y en la que vivimos. Porque, debemos tener muy presente, que esa columna de aire es muy pesada.

Os describiré, a continuación, la experiencia de Torricelli para demostrar la presión llevada a cabo por la columna de aire: sobre una cubeta vertió mercurio hasta ocupar la mitad del volumen del recipiente. Tomó un cilindro hueco de vidrio de un metro de longitud y lo llenó con mercurio. Volteó el cilindro y lo introdujo en la cubeta. Se dio cuenta de que el metal líquido del interior del tubo descendía hasta los 760 mm. ¿Por qué no se vaciaba el tubo? La explicación es sencilla. Sobre la masa de mercurio de la cubeta el aire ejerce una presión. Esta presión se transmite en todas direcciones hasta la boca del tubo, impidiendo que este salga en su totalidad.

Asumiendo esta increíble experiencia, os propongo dos experiencias para que puedan comprobar nuestros alumnos el poder tan increíble, y siempre olvidado, de la presión atmosférica.

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¿Qué necesitamos?

Los materiales que necesitamos son muy rutinarios:

  1. Una botella de refresco de boca ancha.
  2. Una pelota de pin-pon de diámetro próximo a la boca de la botella de refresco.
  3. Un vaso.
  4. Un folio (A4).
  5. Agua.
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Figura 18. Al igual que en la figura 17, una pelota impedía la salida del agua del interior de una botella, ahora se muestra como una simple hoja de papel puede impedir que se vierta el agua que está en el interior de un vaso. Fuente: Fotografía del profesorado del CBM Francisco Cobacho.

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¿Cómo construirlo?

Las dos experiencias consisten en lo mismo: llenar la botella de refresco y el vaso con agua hasta el punto de derramarla. De seguido, tapar la botella con la pelota de pin-pon y el vaso con ¼ de hoja de folio. Finalmente, y con extremo cuidado, dar la vuelta a la botella y al vaso, respectivamente, dejando la pelota y el folio, bocabajo.

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¿Qué es lo que ocurre y cómo explicar lo ocurrido?

Tanto en una como en la otra experiencia, el agua no se derrama. ¿Cómo es posible ante las bocas abiertas de los alumnos? La respuesta es: no olvidar que sobre nosotros existe una columna de aire, con una fuerza peso importante (os recuerdo, el producto de su masa por la aceleración de la gravedad). Esa columna de aire ejerce una presión importantísima, intentando ocupar toda la superficie. Querrá entrar al interior de la botella, pero el material superficial no lo deja. Querrá entrar al interior del vaso, pero el vidrio no lo deja. Solamente podrá hacerlo por el tapón de papel y el que ofrece la pelota de pin-pon. La columna de aire presionará tanto al papel como a la pelota impidiendo que salga el contenido del interior (figuras 17 y 18).

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Sugerencias y comentarios

Es muy interesante un debate con alumnado de cursos superiores, atendiendo a la experiencia de Torricelli sobre cuánto ascenderá o descenderá la columna con mercurio si nos vamos a la playa o si tomamos la medida sobre lo alto de una montaña. En teoría, en lo alto de la montaña habrá una menor cantidad de aire, por lo que su fuerza peso será menor. Esto hará que la presión atmosférica sobre el mercurio de la cubeta sea más baja y la columna de mercurio descenderá de esa cifra de 760 mm.


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