Posts tagged reacció

Uns líquids molt sòlids!

Objectius

  1. Conèixer les característiques dels líquids no newtonians.
  2. Manipular diferents tipologies de fluids.
  3. Aprendre a través de l’experiència i de l’observació directa.

Nivell a qui s’adreça
Cicle mitjà o cicle superior d’educació primària
Material

  • Recipient de plàstic de mida mitjana
  • Aigua
  • Maizena
  • Reproductor musical
  • Altaveu
  • Paper de film transparent
  • Batedora o liquadora
  • Pot de ketchup
  • Cullera
  • Pedres

Precaucions
Cap en especial. Tanmateix, remarcar que l’experiment de la batedora i el ketchup se centra únicament en l’observació i no en la manipulació per part dels estudiants de l’electrodomèstic ni del ketchup que es troba en el seu interior.
També caldria tenir en compte que l’experiment pot resultar ser una mica embrutidor, així que les escoles podrien avisar als alumnes que portin roba que es pugui tacar, tot i que el producte es renta fàcilment.
Com ho fem?

  1. Reunió amb tot el grup, presentació del taller i explicació de les característiques dels líquids no newtonians.
  2. Divisió del grup en tres subgrups. Aniran passant per tres experiències diferents, és a dir, per la descoberta i l’experiment amb aigua i maizena dins un recipient de plàstic; aigua i maizena sobre un altaveu cobert amb paper film transparent; i, la reacció del tomàquet ketchup dins la batedora en funcionament.
  3. Comparació del comportament dels líquids no-newtonians amb altres líquids i sòlids i conclusions de l’experiència amb tot el grup sencer.

Què observem?
És important que els alumnes estiguin atents a les diferents característiques i reaccions que tenen aquests líquids no newtonians depenent de com siguin manipulats. Amb aquesta experiència podran comprovar de primera mà que moltes vegades aquests els podem confondre per un sòlid pels trets que presenten i per la manera com es comporten.
Els conceptes científics
A diferència dels sòlids, els líquids i els gasos són fluids, perquè són substàncies que es poden deformar amb facilitat i no poden resistir pressions de cisallament. Per caracteritzar un fluid es fan servir variables com el volum i el pes específics, la densitat i la viscositat. Nosaltres ens centrarem en els líquids, per tant, en l’estat de la matèria en què els àtoms i les molècules que el formen es mouen lliurement en el seu interior. A diferència dels gasos, quan la temperatura dels líquids augmenta, la seva viscositat, és a dir, la seva resistència al moviment relatiu de les partícules, disminueix. Segons la viscositat, podem dividir els líquids en dos grans grups:

Líquids NEWTONIANS: són aquells en els quals la seva viscositat augmenta amb la temperatura. Entre ells, tal com hem dit abans, hi ha totes les substàncies pures en estat líquid.

Líquids NO – NEWTONIANS: són aquells en què la viscositat es pot alterar per altres mitjans, per cisallament del fluid en agitar-lo, abocar-lo, vessar-lo o extendre’l. Molts fluids de la vida ordinària tenen aquest comportament i precisament la seva utilitat s’atribueix al seu comportament no – newtonià. Distingirem tres grans tipus generals de líquids no newtonians:

1. Aquells en què la viscositat és modificada per un esforç exterior de cisallament, però torna al seu estat inicial si aquest esforç ha desaparegut. Els podem dividir en tres grups:

1.1 LÍQUIDS DILATANTS: la viscositat augmenta quan l’esforç exterior és més gran. En intentar pressionar-lo, agitar-lo o tallar-lo, presenta una alta resistència i flueix molt poc o gens semblant gairebé a un sòlid. S’anomenen diletants ja que, en general s’observen certes dilatacions per efecte de cisallament. Exemples: farineta de maizena, sorres movedisses, sorra mullada, etc.
1.2 LÍQUIDS PSEUDOPLÀSTICS: la viscositat disminueix amb l’augment de l’esforç exterior. En pressionar-lo, agitar-lo o tallar-lo, flueix més, ja que presenta menor resistència. Exemples: salsa maionesa, tinta de bolígraf, mel, etc.
1.3 PLÀSTICS DE BINGHAM: es comporten gairebé com a sòlids per sota d’un esforç exterior determinat anomenat límit de fluïdesa. Per damunt del mateix són líquids newtonians.
Aquests tres tipus de líquids, tornen al seu estat inicial un cop l’esforç exterior ha desaparegut. I no depenen del temps que ha actuat aquest esforç exterior.

2. Una altra tipus de classificació dels líquids no – newtonians és, precisament, segons el temps que dura l’esforç exterior sobre el líquid i el temps que triga el mateix en tornar a l’estat inicial:

2.1 LÍQUIDS TIXOTRÒPICS: són aquells en els quals la viscositat disminueix amb el temps d’aplicació de l’esforç exterior. Exemples: mantega, barra de pintallavis, crema d’afaitar, salsa Ketchup.
2.2 LÍQUIDS REOCÈPTICS: són aquells en els quals la viscositat augmenta amb el temps d’aplicació de l’esforç exterior.

3. LÍQUIDS VISCOELÀSTICS: són aquells que, un cop desapareix l’esforç exterior, tornen parcialment al seu estat original i tenen propietats elàstiques. Poden ser diletants o pseudoplàstics amb propietats elàstiques.

Per saber-ne més…
Vídeo explicatiu de què són els líquids no newtonians. Hi apareix l’exemple de la barreja d’aigua amb maizena:

Lloc web amb l’explicació dels líquids no newtonians i diversos vídeos amb vuit experiments diferents amb aquesta classe de líquids:

Descriptors
Fluids, reacció, viscositat, manipulació, sòlids.
Centre educatiu / entitat
Universitat de Girona. Facultat d’Educació i Psicologia
Responsable
Raquel Heras
Alumnat
Xavier Caparrós, Laura Jiménez, Magda Martí, Alba Masó, Aina Martín i Georgina Pujadas

Un coet propulsat amb aire a pressió

Objectius

  1. Compendre el principi d’acció-reacció de la tercera llei de Newton mitjançant un taller pràctic.
  2. Experimentar l’efecte d’un corrent d’aire sobre algun cos.
  3. Tenir cura del material utilitzat i mostrar respecte.

Nivell a qui s’adreça
Cicle mitjà
Material

  • Ampolles de plàstic de 1’5 L (Una cada 5 participants)
  • Dues ampolles de plàstic de 8 L
  • Un embut
  • Manxa amb agulla al final
  • Aigua
  • Taps de suro o de plàstic (6 unitats)
  • Aparell per subjectar les ampolles
  • Cartolina vermella
  • Gomets
  • Retoladors permanents
  • 2 assecadors de 1.500w aprox
  • 10 pilotes de ping-pong blanques i 10 d’un altre color
  • 20 agulles de cap
  • 2 alimentadors de corrent
  • 2 allargadors de corrent de 6 m aprox.
  • 2 cintes adhesives de 2 cm d’amplada de colors
  • Aparell per subjectar les ampolles

Precaucions

  • Evitar l’ús de l’aparell amb  les mans humides després de la realització de l’altre activitat.
  • Anar en compte amb els llocs on hi ha corrent elèctric.

Com ho fem?
EXPERIÈNCIA 1:
Els coets d’aigua estan fets amb ampolles de plàstic d’1.5 L.

  1. Decorar l’ampolla de plàstic amb cartolina (per a elaborar la punta del coet en forma cònica) i afergir-hi gomets personalitzats amb retoladors.
  2. Afegir aigua 1/4 part del volum total (si afegim molta aigua seria massa pesat, i si n’afegim poca no impulsaria el coet).
  3. Posar l’ampolla del revés i tapar l’entrada amb un tap de suro (prèviament hem fet un orifici central i longitudinal que travessa tot el tap de suro).
  4. Introduir una agulla per inflar pilotes pel tap i començar a inflar amb una manxa.

EXPERIÈNCIA 2

  1. Es traçaran dos recorreguts paral•lels, en forma de ziga-zaga (d’uns 4m) amb línes adhesives.
  2. Es dividiran els participants en dos grups.
  3. Es repartirà una pilota, una agulla i un assecador de cabell per equip.
  4. Clavarem l’agulla a la pilota de ping-pong.
  5. Els participants es col•locaran en fila índia a cada extrem del recorregut.
  6. El primer situarà la pilota sobre el reixat de l’assecador (de forma vertical) i l’engegarà.
  7. L’haurà de mantenir a l’aire, realitzant alhora el circuit i evitant que la pilota caigui a terra.
  8. Un cop arribat a l’extrem del recorregut, un company el rellevarà mantenint la pilota enlairada.

Què observem?

  • Quan la pressió interior és suficientment elevada el coet surt disparat cap amunt
  • És interessant observar la propulsió del coet com a conseqüència de la pressió de l’aire exercitat a l’interior de l’ampolla i l’expulsió de l’aigua.
  • També es podrà veure la incidència de l’aire en la pilota, el pes idoni d’un cos per tal que aquest es mantingui flotant i estable en un espai.

Els conceptes científics
LLEI D’ACCIÓ-REACCIÓ

Sempre que un cos exerceix una força sobre un altre, aquest segon cos exerceix una força igual i de sentit contrari sobre el primer. Aquestes dues forces es troben sobre la línia que uneix el centre de massa dels dos cossos. No hem d’oblidar que aquestes dues forces, tot i que tenen el mòdul i la direcció iguals i el sentit oposat, no es contraresten, ja que estan aplicades sobres cossos diferents.

LA PRESIÓ DE L’AIRE ALS COSSOS

La pressió (símbol P) és la magnitud física que mesura la força per unitat de superfície aplicada en direcció perpendicular a aquesta. La seva unitat en el Sistema Internacional és el Pascal, que equival a una força d’un newton que actua uniformement sobre 1 metre quadrat.
La força que fa l’aire generat per l’assecador sobre la pilota és més gran que l’atracció gravitatòria de la terra.

Per saber-ne més…

Centre educatiu / entitat
Universitat de Girona
Responsable
Climent Frigola
Alumnat
Carla Aguilera, Laura Barroso, Iraila Catalan, Alba Espejo, Carla Marcé i Tània Sabrià

Go to Top