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¿Por qué el agua de subida?

Es un muy popular experimento (por ejemplo), de la escuela primaria : poner una vela encendida sobre un plato lleno de agua, tapa la vela con un sentido de vidrio: después de un rato, la llama de la vela se apagará y el nivel de agua en el interior del vaso se eleva.

La explicación estándar (según recuerdo) era que la combustión de la "quema" de oxígeno, y la consummed volumen de cuentas por el exceso de agua que va en el interior del vaso. Es esto correcto? Recuerdo la sensación (años más tarde), incómodos con la explicación, porque "quemar", no es, ciertamente, "dissapear": pensé que el oxígeno de la combustión produce (principalmente) $CO_2$ y por lo tanto, una molécula de oxígeno se iba a producir otro $CO_2$ molécula, y el volumen seguiría siendo básicamente el mismo. Tal vez $CO_2$ se disuelve en el agua? Dudo que.

Para agregar a mi confusión, otros afirman que la causa principal no es el oxígeno de la combustión, pero los cambios de temperatura del aire, que disminuye cuando la llama se apaga y hace que el aire en el interior del vaso contrato... que más bien se invalida el experimento tal y como era (y es) que tradicionalmente se imparten a los estudiantes.

¿Cuál es la explicación correcta?

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(imagen de aquí)

Actualización: Como desde la página web de linked in aceptado respuesta, hay varios efectos aquí, pero creo que es seguro decir que el "tradicional" de la explicación (consumo de oxígeno) es errónea: el oxígeno se convierte en $CO_2$ y el agua, y -aún suponiendo que este es el químico completo de la imagen (no) y que toda el agua se condensa - que se iba a producir una ligera disminución de volumen ($CO_2$ se disuelve en el agua poco y muy lentamente). El principal efecto es la expansión térmica y contracción del aire.

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Gabi Puntos 166

He encontrado dos páginas web que explican el fenómeno bastante bien, e incluso se ve en los prejuicios que tiene la gente.

La llama de la vela calienta el aire en el vaso, y este aire caliente se expande. Algunas de las expandir el aire se escapa de debajo de la vasija - podría ver algunas burbujas. Cuando la llama se apaga, el aire en el vaso se enfría y el enfriador de aire de los contratos. El aire de refrigeración en el interior de la vasija, se crea un vacío. Este imperfecto se crea el vacío debido a la baja presión en el interior de la vasija y la alta presión exterior de la vasija. Sabemos lo que estás pensando, el vacío que succiona el agua en el vaso de la derecha? Usted tiene la idea correcta, pero los científicos tratan de evitar el uso del término "chupar" al describir un vacío. En lugar de eso, ellos lo explican como los gases ejercen presión desde un área de alta presión a una zona de baja presión.

Un error común acerca de este experimento es que el consumo de oxígeno en el interior de la botella es también un factor en el agua en aumento. La verdad, es que existe una posibilidad de que haya una pequeña elevación en el nivel de la llama quema de oxígeno, pero es muy menor en comparación con la expansión y la contracción de los gases dentro de la botella. Puesto simplemente, el agua se incrementará a un ritmo constante si el oxígeno que se consume fueron el principal factor que contribuye (en vez de experimentar el rápido aumento cuando la llama se extingue).(1)

La página de la universidad de Harvard entra en más detalles sobre el argumento contra el error de la instrucción incorrecta.

Argumento: el Oxígeno es reemplazado por dióxido de Carbono. Por lo tanto, hay la misma cantidad de gas que tomar distancia. Por lo tanto, el calor solo la mayoría de ser el responsable de que el nivel del agua cambia.

Origen del Error: Una simplificado y el mal ecuación química se utiliza, que no toma en cuenta los cambios cuantitativos. La ecuación química tiene que ser equilibrado correctamente. No es cierto que cada molécula de oxígeno se reemplaza por una molécula de dióxido de carbono durante el proceso de grabación; dos moléculas de oxígeno que resulta en una molécula de dióxido de carbono y dos moléculas de agua (que condensar). Recuerde que el oxígeno está presente en el aire como una molécula diatómica. [Un lector aclara la condensación de agua en un correo electrónico a mí de la siguiente manera: Si el experimento se realiza con el fluido de sellado capaz de soportar una temperatura de más de 212 F y todo el sistema se mantuvo por encima de esta temperatura, a continuación, el agua producto de la combustión quedaría gases y la presión dentro del recipiente podría aumentar como resultado de tres moléculas gaseosas por cada dos antes de la combustión y el fluido de sellado sería expulsado.]

Argumento: el dióxido de Carbono es absorbido por el agua. Es por eso que el agotamiento del oxígeno tiene un efecto.

Origen del Error: Esta idea se desencadena el hecho de que el agua puede ser carbonizado o que los océanos absorben gran cantidad de dióxido de carbono en el aire. Pero el dióxido de carbono no se absorbe tan rápido por el agua. El aire tendría que ir a través del agua y la presión debe aplicarse de manera que el dióxido de carbono es absorbido durante el corto lapso de tiempo del experimento.

Argumento: El experimento puede ser explicado por la física solo. Durante la etapa de calentamiento, el aire se escapa. Posteriormente, el volumen de aire disminuye y tira el agua.

Origen del Error: el argumento podría funcionar, si es que el calentamiento del aire se iba a producir la suficiente presión que el aire podía dejar. En ese caso, el aire se perdería a través del agua. Pero se puede observar que el nivel de agua permanece incluso si todo ha vuelto a la temperatura normal (digamos 10 minutos). Las burbujas de aire No puede ser visto.

Argumento: no puede ser que el agotamiento del oxígeno es responsable de que el agua de sensibilización, debido a que el agua no se levantan de inmediato. El agua se eleva sólo después de que la vela se atenúa. Si el gas se va lejos, esto podría llevar a un aumento constante del nivel de agua, no el rápido aumento en el final, cuando la vela se apaga.

Origen del Error: no es "sólo" el agotamiento del oxígeno que es lo que importa. Hay dos efectos que importa: el proceso químico de la combustión así como un proceso físico, desde el cambio de temperatura. Estos efectos se anulan mutuamente inicialmente. Dado que estos efectos se esconden entre otros parcialmente, son más difíciles de detectar. (2)

Claramente tiene más que ver con las diferencias de temperatura que cualquier conversión de los gases. Sobre todo teniendo en cuenta que un volumen de oxígeno y dióxido de carbono será casi idéntica a la del ojo humano de observación.

4voto

jdstrand Puntos 1029

No he probado este experimento, pero voy a hacer al menos un par de observaciones:

Hipótesis 1: La quema de oxígeno es responsable de la disminución de la presión de aire.

Predicción - si la quema de oxígeno es la única causa del cambio en la presión, se debe esperar a ver el agua en el vaso el aumento en un más o menos constante desde el momento en que el medio ambiente es sellado hasta que la grabación se detiene. Después de que la vela se apaga, no debe haber más cambios en el nivel del agua.

Hipótesis 2: La reducción de la temperatura, después de que la vela se extingue es responsable de la disminución de la presión de aire.

Predicción - si el cambio de temperatura es la única causa del cambio en la presión, deberíamos esperar a ver ningún cambio en el nivel de agua mientras la vela se quema (en el límite de que el vidrio se bajó muy lentamente). Después de la grabación se detiene, el agua debe aumentar a una tasa relacionada con el descenso de la temperatura y, finalmente, detener como la instalación experimental viene a temperatura ambiente.


Con el fin de probar que la explicación es correcta, usted debe ser capaz de simplemente realizar el experimento y combinar la observación con la predicción. Por supuesto, en la vida real puede ser una combinación de estos dos factores o tal vez incluir otras razones que no aparecen aquí.

Medidas adicionales, tales como poner un indicador de oxígeno en el vaso (digamos, una fresca rebanada de manzana) o un termómetro podría proporcionar más información.

Buena suerte!

4voto

Fernando Briano Puntos 3704

Voy a hacer de esto una respuesta, porque la idea detrás de esta pregunta se utiliza en un antiguo médico method que estaba siendo utilizado por las enfermeras prácticas e incluso prescrito por la antigua usanza de los médicos cuando yo era un niño más de la mitad de un siglo atrás en Grecia. En la actualidad se utiliza en la medicina alternativa prácticas

El aire dentro del vaso se calienta y el borde se aplica a la piel, formando un sello hermético. Como el aire en el interior de la taza se enfría, se contrae, formando un vacío parcial y la habilitación de la copa a chupar la piel, tirando en los tejidos blandos, y la extracción de sangre a esa área.

Creo que fue la invención de los antibióticos que disminuyó rápidamente, su uso, que fue principalmente para la bronquitis, la neumonía y similares aflicciones, al menos en Grecia.

En cuanto a la cuestión va, no hay líquidos para confundir la cuestión de su ser fuertemente dependiente de la temperatura efecto.

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