miércoles, 20 de mayo de 2015

FARADAY


SALA 1
Faraday descubrió la manera de producir una corriente eléctrica a partir del movimiento. 70 años después lámparas eléctricas se instalaron en las ciudades,
¿cómo se iluminaban entonces?
El primer alumbrado público con gas tuvo lugar en Londres. El 28 de enero de 1807 pero tardó mucho en llegar a la gente que se iluminaba con velas.

1. De qué están hechas las velas.
Tradicionalmente se usó todo tipo de grasa para fabricar lámparas. Sin mecha no arde, ese fue un gran invento.
Para fabricar una vela necesitamos cera natural o cera artificial obtenida a partir de las grasas.
Actualmente se emplea parafina obtenida del petróleo
Experimento:
Intentamos encender el aceite y no arde, encendemos la mecha y sí.
¿Qué papel juega la mecha?
El aceite sube por capilaridad y se encuentra la llama y el algodón incandescente.
El aceite se evapora y en estado gaseosos puede arder combinándose con el oxígeno.
Apagamos la mecha y acercamos la cerilla al humo, se observa el “carro de fuego”.
Las corrientes de convección creadas por la dilatación del aire caliente arrastran la llama hacia arriba y le suministran aire fresco con oxígeno. La corriente de aire frío mantiene la pared si que se
funda. la cera fundida sube por capilaridad como si fuera aceite.

Coger una tira de papel de filtro e introducirla en el agua coloreada, subirá por capilaridad.
Introducir el tubo y se observará también que sube un poco. La atracción entre el agua y el vidrio hace que suba, cuanto más fino más sube, ¿por qué?

UN POCO DE MATEMÁTICAS:
La fuerza de la capilaridad depende del contacto entre el líquido y el sólido (en un tubo es 2PI R) mientras que el peso de la columna depende del volumen de líquido V=H PI R
Al aumentar el radio del tubo aumenta mucho más el peso, por eso en los tubos delgados el líquido sube más.

3. ¿Cómo se hacen las velas?
MATERIAL. Estufa con parafina fundida, mechas, hilos de algodón, soporte para colgar las mechas.
Se metía la mecha en cera fundida y se dejaba enfriar, repitiendo el proceso las podemos hacer tan gordas como queramos.
A algún visitante se le ofrece un hilo para que lo moje en parafina y vea cómo se crea la primera capa. Repetir con diferentes hilos.

4. De dónde sale el color de la llama.
MATERIAL. Mechero bunsen.
Actuar sobre la entrada de aire para mostrar las llamas azules y naranjas. Hacer ver el carbón que se forma. El color de la llama de la vela procede de la mala combustión ya que se forma carbonilla
incandescente. Las llamas azules no iluminan porque no contienen carbonilla. Si un quemador en casa da luz amarillenta llamar al técnico.
Poner sobre el mechero los papelillos con el cobre. Explicar la emisión atómica. Faraday nunca supo eso y le hubiera encantado



SALA 2
1. Pila de Volta.
Se monta la pila de Volta para el público. Conectamos el motor y vemos cómo gira.
Se desmonta.
¿Por qué funciona?
Se muestra una chapa de Zinc oxidada. El Zinc se oxida y pierde dos electrones, pasa de Zno metálico (átomos sin 2+carga) a Zn.
Los electrones van al agua que gana electrones y se descompone formando hidrógeno que no se ve porque se absorbe en el cobre.
Los electrones que pierde el Zn viajan por el cable haciendo funcionar el motor.

2. Electrolisis por un tubo.
Los científicos usaron la pila de Volta para descomponer unas sustancias en otras. La primera fue el agua que se puede descomponer en Oxígeno e Hidrógeno.
La pila crea un polo positivo y otro negativo llamado ÁNODO Y CÁTODO. El agua no conduce bien la corriente porque no tiene apenas IONES. Añadimos un poco de ácido sulfúrico al agua que produce iones positivos y negativos.

ELECTROLISIS DEL AGUA.
Al pasar la corriente por el agua gracias al ácido se producen dos reacciones.
En el ÁNODO (+) el agua pierde electrones y se oxida produciendo OXÍGENO.
En el CÁTODO () el agua gana electrones y produce HIDRÓGENO.
Se descubrió que se recogía el doble de HIDRÓGENO que de OXÍGENO. Llegando a la conclusión de que el agua tenía de fórmula h2o

ELECTROLISIS DE LA SAL COMÚN.
La sal común contiene iones de cloro () y sodio (+) y se le nombra como CLORURO DE SODIO.
En este caso el agua sigue transformándose en HIDRÓGENO en el ÁNODO pero en el CÁTODO se produce un gas, dejar que lo huelan. ¿Qué es? Cloro.

IDEA RESUMEN. Con la pila de Volta se descubrieron elementos químicos nuevocomo el sodio, potasio, calcio y cloro.
3. La electricidad y el magnetismo se conocen.
HASTA ESTE MOMENTO (1820) SE PENSABA QUE LA ELECTRICIDAD ERA ALGO
DIFERENTE DEL MAGNETISMO, SE CREÍA QUE HABÍA MATERIALES
ELÉCTRICOS Y MAGNÉTICOS.
Acercamos un imán a la brújula y observamos que se orienta. La brújula es un imán que se orienta en la dirección del campo magnético de la Tierra. Situamos la brújula sobre una bobina. Observamos que no ocurre nada. Conectamos la pila y observamos que la brújula se mueve. Con este descubrimiento se descubrió que el magnetismo lo creaba la corriente eléctrica. Aumentando el número de ESPIRAS (vueltas en la bobina) se hace más intenso el magnetismo. Descubrieron que si se ponía un trozo de hierro dentro de la bobina el magnetismo aumentaba mucho.
Metemos el hierro dulce en la bobina y conectamos. La brújula se orienta con más fuerza.

4.CAMPO MAGNÉTICO.
Faraday creó el concepto de “CAMPO MAGNÉTICO” y “línea de fuerza”.
Situamos el imán bajo la bandeja y espolvoreamos limaduras de hierro, observamoscómo unas líneas salen de un polo (NORTE) y entran en otro (SUR). El campo indica una modificación del espacio que rodea el imán. Apartamos el hierro en la bandeja.
Ponemos dos imanes ¿cómo serán las líneas de fuerza?


SALA 3
5. LA IDEA GENIAL DE FARADAY.
Faraday creía que si la corriente eléctrica creaba un imán, al contrario también debía ocurrir.
Mostramos la linterna y la situamos horizontalmente. La movemos hasta que el imán quede dentro de la bobina. NO PASA NADA. Movemos el imán de la linterna y observamos que la luz se enciende.
Ahora sin imán. Mostramos la bobina que hay en el tubo de cartón. Situamos la linterna verticalmente dentro del tubo. Conectamos la bobina a la pila, no pasa nada. Conectamos y desconectamos. En ese momento luce la bombilla.

6. Inducción electromagnética.
Situamos el imán sobre la bandeja de aluminio. Pedimos que lo levanten. No pasa nada.
Volvemos a ponerlo y, con mucho teatro, agitamos con fuerza la bandeja, ¿por qué se queda pegado? El imán induce un campo magnético en el aluminio (conductor) cuando tratamos de moverlo, lo transforma en imán.

RESUMEN.

¿Cómo producir corriente sin pilas? En un conductor se produce una corriente eléctrica cuando se encuentra en un campo magnético variable.

7. Primeros motores, una curiosidad científica.
Los campos magnéticos ejercen una fuerza sobre un conductor, ¿podríamos hacer unmotor?
Los primeros motores carecían de utilidad práctica, vivían en la era del MOTOR DE VAPOR, sencillo, potente y fácil de fabricar. Poner en marcha el motor del hilo de cobre sobre la pila vertical. La corriente va del polo superior al inferior pasando por el imán. Las líneas de fuerza son perpendiculares a la corriente y realizan una fuerza en la dirección del anillo inferior. Cada vez que el anillo toca el imán se pone a girar. Poner en marcha el motor de la pequeña bobina. La corriente crea un campo magnético en la bobina (como si fuera una brújula) y se orienta en la dirección del
imán. Al girar se conecta y desconecta, recibe empujones que le hacen girar.

8. Electricidad en casa.
Enseñar el altavoz y explicar cómo funciona. Una pequeña corriente hace vibrar una bobina que mueve la pantalla produciendo sonido. Todos los reproductores de sonido siguen funcionando así.
Enseñar las dos bobinas Fundamento de los transformadores.
La inducción electromagnética permite cambiar el voltaje de la corriente.
Setransporta a 400.000 v y se utiliza a 220 v en casa o a 4,5 v en muchas aplicaciones (baterías de los teléfonos)

RESUMEN.

Desde que Faraday encontró la manera de aprovechar cualquier fuente de energía para producir electricidad y que ésta tuvo aplicaciones pasaron muchas cosas y mucho tiempo. Finalmente la electricidad se hizo imprescindible en el mundo moderno.


SALA 4
Faraday fue un científico imprescindible para el desarrollo de la electricidad. LEER
EL CARTEL
¿Cómo sería hoy nuestra vida sin electricidad?

GENERADOR DE VAN DEER GRAAF
La electricidad se conocía desde la antigüedad pero no se sabía lo que era. ELECTRICIDAD significa ÁMBAR en griego. Al frotar un boli se carga y se pegan los papelillos.
Coger unos papelillos y acercarles un globo o un boli frotados.
¿Por qué se pegan? Los papelillos no estaban cargados, al acercarles el boli algunos electrones se acercan o alejan (según la carga del boli)

Conectamos y.... más de 100.000 voltios.¿alguien se quiere acercar? QUE OBSERVEN CÓMO LOS PELILLOS DE LAS MANOS SE PONEN DE PUNTA.
Situamos encima los moldes de aluminio, ¿qué ocurrirá?
Situamos una “peluca” hecha con tiras de papel.
En las tormentas las nubes se cargan por fricción con el aire, al acercarse a tierra se descargan por inducción, cuidado con las puntas. En las puntas se acumulan las cargas y facilitan la descarga. Acercar un soporte para rejilla de laboratorio, por la punta y por el aro.
JAULA DE FARADAY.
Los campos electromagnéticos producen corrientes eléctricas en los conductores. En este experimento demostramos que las ondas de los teléfonosson electromagnéticas. Rodeamos un teléfono con aluminio y le llamamos, no recibe señal porque el aluminio absorbe esa radiación, la
energía de la onda se disipa en forma de corriente eléctrica y calor.
MICROONDAS.
En un microondas tenemos radiación electromagnética de alta frecuencia muy intensa. La puerta tiene una rejilla para evitar que salga esta onda, sería muy peligrosa. En su interior las moléculas de agua (que tienen carga positiva y negativa) rotan al compás del campo electromagnético y
aumentan su temperatura.
¿Por qué no se puede meter ningún material metálico?
Las ondas electromagnéticas producen corrientes en los conductores, se calentaría demasiado.
Metemos un CD y le damos un toque, ¿qué ocurre?
APAGAR ENSEGUIDA QUE SALTEN LAS PRIMERAS CHISPAS.

Una batería de hidrógeno.
¿Cómo funcionan las baterías?
Una batería es una pila al revés. En una pila hay una sustancia que se oxida, pierde electrones, y otra que se reduce, gana electrones.
En las pilas normales se oxida el zinc. Esa reacción química no se puede volver del revés y la pila NO ES RECARGABLE.
Las pilas recargables (baterías) utilizan LITIO como metal que se oxida. Al conectarlo a un cargador los iones de litio vuelven a transformarse en LITIO metálico. (Baterías de ión litio)En la pila de combustible quien se oxida y quien se reduce es el agua.
Al cargar la pila de combustible se oxida el agua y produce OXÍGENO, también se reduce y produce HIDRÓGENO.
El oxígeno y el hidrógeno se almacena en un depósito por separado.Cuando se necesita la energía acumulada el oxígeno se combina con el hidrógeno y produce agua. En este caso se oxida el hidrógeno.




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