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10 diciembre, 2012

¿Cómo se genera el ruido del trueno?

El trueno es el ruido que genera un rayo al caer, ¿pero por qué aparece ese ruido tan estruendoso que incluso puede hacernos doler los oídos si cae cerca?

image El rayo es el camino que sigue la descarga eléctrica que une una nube cargada de estática con la tierra. El rayo transporta una enorme cantidad de energía que calienta de forma instantánea el canal por el que pasa al temperaturas de decenas de miles de grados centígrados que terminan generando una onda de choque. El aire, al calentarse, se expande dentro del canal del rayo, pero fuera de ese canal la temperatura es fría, lo que hace que el aire que se expandió se vuelva a contraer al irse la carga eléctrica. Esta rápida expansión y contracción generan una onda de choque que es la responsable de el sonido del trueno.

El rayo viaja a la velocidad de la luz, mientras que el trueno es un sonido, que tiene una velocidad menor, por eso existe siempre un retraso en la forma en que los percibimos. Pero ese retraso suele variar. Esto ayuda a calcular que tan lejos nuestro cayó el rayo, ya que dependiendo de que tan largo se al intervalo entre la luz del rayo y el sonido del trueno, más lejos habrá caído.

Un cálculo groso modo, sin tomar en cuenta muchos detalles técnicos, nos permitiría estimar que cada 2,9 segundos que pasen entre el rayo y el trueno, será indicador de que el rayo cayó a 1 kilómetro de distancia. Así que es fácil, cuando ven el rayo, comiencen a contar, y cada tres, será un kilómetro. Un trueno puede llegar a escucharse hasta a 20 kilómetros de distancia.

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06 febrero, 2010

¿Por que la Coca Cola pierde el gas?

Es clásico, compramos una gaseosa y hay que tomarla rápido para que no se le vaya el gas y quede con gusto a jarabe, ¿por qué las gaseosas pierden el gas? ¿qué podemos hacer para que no pierda el gas?

coca cola 

Con esta simple pregunta podemos aprender un poco de física y química. Comencemos por aclarar que las gaseosas son agua carbonatada, o sea agua a la que se le agrega acido carbónico y dióxido de carbono (CO2) a presión.

Las botellas de gaseosa se llenan de esta bebida a presión, y luego son cerradas para que no pierdan esa presión que hace que el gas se quede disuelto dentro del líquido. Pero cuando la presión cambia, al abrir la tapa, el gas tiende a liberarse de su líquido captor.

image El dióxido de carbono presente en las gaseosas, tiende a liberarse en temperatura ambiente, y más a medida que la temperatura sube. Pero con el frío se vuelve a disolver en el líquido, y permanece más tiempo allí sin liberarse, por lo que el secreto para que una gaseosa no pierda el gas es mantenerla bien fría.

Al agitar una gaseosa el CO2 se libera porque el movimiento hace que las moléculas del gas se unan entre sí y a su vez con las de aire (oxígeno), y así al congregarse forman las burbujas, lo que les permite liberarse del líquido de forma más rápida.

Esto es lo que se llama efervescencia, que es justamente cuando el gas disuelto en el líquido se libera en forma de burbujas.

Pero si una gaseosa que se cayó al suelo, o que fue agitada sin querer, es dejada en reposo durante un largo lapso, y más si es en un ambiente frío como la heladera, el gas vuelve a integrarse con el agua ya que el ácido carbónico presente en ella atrae al dióxido de carbono.

Otra duda asociada, ¿por qué es más rica la gaseosa en envase de vidrio?

Por el gas. El vidrio mantiene mejor el gas, ya que es un material muy poco poroso, entonces el gas no se puede escapar. En cambio el plástico de las botellas (PET) sí es poroso y por ende permeable, así que con el tiempo van perdiendo gas, y si el envase está expuesto a temperaturas altas lo pierde más rápido todavía.

Así que la única receta infalible para que el gas no se vaya de las gaseosas es mantenerlas bien frías. Ya que para que el gas no se vaya de una gaseosa esta necesita tener presión de gas arriba del líquido, a más presión, más gas disuelto en el líquido.

Pero claro, al abrir la botella por primera vez ese exceso de gas que hacía presión, es liberado, sí, el famoso ruidito de las gaseosas psssst.

El problema es que para volver a recuperar esa presión, no sirve bombear aire allí dentro, ya que en su mayoría el aire es oxígeno y nitrógeno y el gas que hace gaseosas a las gaseosas es el dióxido de carbono. A

sí que para recuperar o no perder esa presión deberíamos volver a insertar dióxido de carbono en la botella, algo difícil a no ser que se disponga de esos recipientes especiales para hacer soda casera.

Fuentes
http://www.science-house.org/CO2/activities/co2/soda.html
http://www.slate.com/id/2223475/
http://www.stevespanglerscience.com/experiment/00000103