¿Cuánto sabes sobre la densidad del agua? En este experimento educativo podréis conocer y experimentar sobre la densidad del agua, sólo tenéis que seguir este experimento guiado por el Dr. Jorge Poveda Arias y Sara Vela López, alumna de 4º curso de Educación Infantil. Asignatura: Actividades experimentales para el descubrimiento del entorno. Universidad de Valladolid. Campus María Zambrano (Segovia).
Explicación científica: La densidad del agua
En el experimento que hemos diseñado vamos a comprobar cómo se comportan los líquidos, en este caso, el agua, según la densidad que tengan.
La densidad es la relación entre lo que pesa una sustancia o un material (masa), y el espacio que ocupa esa sustancia o ese material (volumen). Cuando una sustancia pesa más que otra, ocupando el mismo espacio, decimos que tiene mayor densidad.
Por ejemplo, si nos imaginamos tres botes iguales, uno lleno de aire, otro lleno de pelotas y otro lleno de arena, no dudaríamos en decir que el bote que está lleno de pelotas es el que pesa más. De este modo, teniendo botes iguales cuyo contenido ocupa el mismo espacio, identificamos cuál es el más pesado, y por lo tanto el más denso. Para saber qué material es más denso, hay que imaginarse qué material pesa más teniendo ambos la misma cantidad.
Este concepto de densidad implica otros conceptos como el de la temperatura, que nos indica la cantidad de calor que tienen los materiales, las personas o el ambiente; es decir, es el modo de medir el calor, y se mide con un termómetro.
Cuando un material gana calor, aumenta su temperatura, y cuando un material pierde calor, disminuye su temperatura. Los materiales ganan o pierden calor, pero no ganan frío. En este punto, debemos tener claro que el concepto de calor es diferente al de temperatura. El calor es energía térmica, que pasa de un cuerpo a otro, haciendo que aumente o disminuya su temperatura.
Todo lo que nos rodea está formado de materia, todas las cosas que ocupan un lugar en el espacio son materia. La materia, a su vez, está formada por muchísimas pequeñas partículas que están siempre en movimiento, lo que se denomina movimiento molecular.
La temperatura se relaciona con la velocidad a la que se mueven esas partículas. Cuanto más calor recibe un material con mayor velocidad se mueven sus partículas y, al contrario.
Por lo tanto, lo que ocurre en este experimento es que el agua, cuando se encuentra a diferente temperatura tiene diferente densidad, comportándose de modos distintos en una misma situación.
Desarrollo del experimento
Materiales
Para llevar a cabo este experimento necesitamos los siguientes materiales:
- Cuatro recipientes (vasos pequeños).
- Colorante rojo
- Colorante azul.
- Palillos.
- Agua fría.
- Agua caliente.
- Un plástico duro.
- Folio.
- Rotulador.
El experimento consta de varios pasos, que se detallan a continuación:
Paso 1: Llena los recipientes con agua hasta el borde. Hazlo de este modo:
- Llena dos de los recipientes con agua fría.
- Llena los otros dos recipientes con agua caliente.
Paso 2: Pon dos o tres gotitas de colorante rojo en los recipientes que contienen el agua caliente y remuévelo. Haz lo mismo con el colorante azul en los recipientes que contienen agua fría.
Paso 3: Coloca los recipientes, sobre un folio en una superficie horizontal, de este modo:
- Agua fría – agua caliente – agua caliente – agua fría.
Escribe debajo de cada recipiente el número que le corresponde según su posición: 1, 2, 3 y 4.
Paso 4: Coloca el plástico encima del recipiente señalado con el número 1 (agua fría), y encima del recipiente señalado con el número 3 (agua caliente).
Espera unos segundos para que se cree vacío en los recipientes sobre los que has colocado el plástico.
Paso 5: Coloca el recipiente número 1 encima del recipiente número 2.
Para ello tienes que girar 180º el recipiente número 1 sujetando también el plástico, es decir, “volcarlo” y colocarlo encima del recipiente número 2.
De este modo, el recipiente con agua fría quedará situado encima del recipiente con agua caliente.
Paso 6: Coloca el recipiente número 3 encima del recipiente número 4. Hazlo del mismo modo que en el paso anterior.
Así, el recipiente con agua caliente quedará situado encima del recipiente con agua fría.
Paso 7: Primero, retira ligeramente el plástico que separa los recipientes. Después, retíralo del todo, con cuidado.
Paso 8: Observa lo que ocurre.
Una vez realizado el experimento podemos comentar los resultados y su explicación.
Hemos podido observar, que el agua caliente que contenía el recipiente número 2 ha ascendido y se ha mezclado con el agua fría que contenía el recipiente número 1. En los recipientes número 3 y número 4 no se ha observado ningún cambio. ¿Cómo es posible?
El agua caliente tiende a subir, por eso, vemos como el agua del recipiente número 2, que es el agua caliente y coloreada, sube hacia el recipiente número 1, que es el agua fría sin colorear. Sin embargo, en los recipientes en los que hemos colocado el agua caliente encima del agua fría no se ha producido este ascenso porque el agua caliente ya está situada arriba.
Esto ocurre porque el agua caliente pesa menos (menos densidad), y sube hasta colocarse encima del agua fría. Esta diferencia en el agua, según su temperatura, se debe principalmente a la actividad de las moléculas. Las moléculas que hay en el agua caliente se mueven más rápido y, por eso, esa agua pesa menos y sube hacia arriba. Lo contrario ocurre en el agua fría, porque las moléculas se mueven más despacio y, por eso, el agua pesa más y se queda abajo.
Vídeo 1:
Vídeo 2:
Referencias
- Cuentitis Aguda (s.f.). Explicar la densidad a niños con experimentos sencillos. Recuperado de: https://cuentitisaguda.com/explicar-la-densidad-a-ninos-con-experimentos-sencillos/
- FisicaLab (s.f.). Temperatura. Recuperado de: https://www.fisicalab.com/apartado/temperatura
- Fundación Aquae (2019). Experimentos: agua fría y agua caliente. Recuperado de: https://www.fundacionaquae.org/aquaetv/experimento-cientifico-agua-fria-y-agua-caliente/
- Profesor en línea (2015). Densidad: concepto. Recuperado de: https://www.profesorenlinea.cl/fisica/Densidad_Concepto.htm
- Significado (2019). Significado de temperatura. Recuperado de: https://www.significados.com/temperatura/
