Pota de papel

1997/01/01 Bandres Unanue, Luis Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika

Pero no campo da ciencia, e a física é só una rama da ciencia, só hai una vía paira aceptar ou rexeitar proposicións, é dicir, a experimentación. Por tanto, tomando un papel de pergamiño sólido, realizaremos una especie de cucurucho e colocarémolo nun soporte de arame como se mostra na imaxe.

Despois de botar auga e ovo, colocarémola sobre un candil. O lume non danará o papel. Como é posible? Na pota aberta a auga non pode superar os cen graos. Ao quentarse a auga alcanzará os cen graos e manterase a esa temperatura mentres a calor se zurrupe e ferva, polo que o papel tamén estará a cen graos e non se acenderá. Nota: é máis cómodo utilizar una caixiña de cartón en lugar de papel.

Un ensaio nesta materia, que a miúdo ocorre de forma involuntaria, é que se nos pomos a quentar un cafetero cunha serie de soldaduras e esquecémonos de botar auga, as soldaduras fúndense e o cafetero rompe. Isto é fácil de entender, o metal de soldadura é dos que se funde con relativa facilidade e ao non existir auga paira a sorción de calor, a calor xerada é unicamente paira quentar a pota e a temperatura é cada vez maior. Neste sentido, as antigas ametrailadoras Maxim requirían auga para que a calor dos disparos non derretiera as armas.

Paira terminar con estes ensaios tomemos un cravo groso e un pouco grande ou un palito de cobre e una fina cinta de papel, que se coloca nas chamas, o papel cambaléase ou se carboniza, pero non se queima, polo menos ata que o palito póñase arriba.

A causa é a conductividad térmica do metal. Si en lugar de realizar este ensaio cunha cuña de metal cunha cuña de vidro queimaríase o papel inmediatamente.

Lubricacion sobre xeo

Como todos sabemos, nun chan ben estriado escorrégase máis facilmente que nun chan sen encerar. Debería suceder o mesmo co xeo, é dicir, que cando está suave fose máis esvaradío que cando está rugoso e áspero.

Con todo, os habitantes do norte saben que levar una trincheira nun chan xeado, máis fácil que levala nun chan suave, é máis esvaradío que o xeo áspero! Como se pode entender isto?

A principal causa da resbaladez do xeo non é a súa suavidade ou aspereza, senón a diminución da súa temperatura de fusión coa presión.

Así, cando estamos de pé sobre os patíns todo o peso está nunha superficie moi pequena, polo que a presión que soporta o xeo é moi elevada. Con todo, cando a presión é elevada, o punto de fusión do xeo diminúe, de maneira que, por exemplo, se a temperatura do xeo é de -3 ºC, o punto de fusión do xeo baixo os patíns diminúe uns 5 ºC, polo que se derrite. Por iso entre os coitelos dos patíns aparecerá una fina capa de auga que fará aparecer o deslizamiento. O mesmo ocorre cando os pés se desprazan. Por tanto, o deslizante non se desliza sobre o xeo senón sobre unha capa de auga. O xeo é o único corpo con esta peculiaridade, polo que un físico puido dicir que “o xeo é o único corpo deslizante da natureza”, o resto serán lisos pero non esvaradíos.

Sendo isto así, que importa que o xeo estea suave ou dentado? Como sabemos, a presión exercida por un peso é maior canto menor é a súa superficie de retención. Cando se realizará una maior presión cando o xeo estea suave ou rugoso? Sen dúbida, no segundo caso, o peso estará sobre uns poucos puntos do chan. Canto maior sexa a presión maior será o punto de fusión e o chan máis esvaradío.

Candalos

Quen non viu os longos cubitos de xeo suspendidos dos tellados nunha mañá moi fría?

Pero, cando se fan estes candalos? En xeadas ou en desxeo? Si é en desxeo, como se conxela a auga por encima de cero graos? En cambio, durante o xeo, como se produce a auga?

O que ocorre é que o raio de sol ou a calor da casa fai que a neve do tellado suba máis de cero graos e se derrite até o bordo do tellado, pero aquí a temperatura é baixa de cero graos e a auga volve conxelarse.

Deixando ao carón a calor do interior da casa, miremos a imaxe superior.

Estamos nun día claro e a temperatura do aire é de -1 ºC. O Sol estende os seus raios por todas partes, pero os que chegan até o chan son tan transversalmente que non dan suficiente calor paira derretir a neve. Pola contra, os que tocan no tellado ponse cunha inclinación maior, é dicir, máis cerca do valor do ángulo recto.

Como é sabido, a luz ou a calor que proporcionan os raios é maior a medida que aumenta o ángulo que forman estes raios e o plano de ataque. A capacidade dos raios é directamente proporcional ao seo deste ángulo; no exemplo que aparece na figura, a neve do tellado toma 2,5 veces máis calor que a do chan (seo 60° = 2,5 x seo 20°). Por iso, mentres se funde a neve do tellado, non ocorre o mesmo coa do chan. A auga do tellado vértese e as pingas chegan até o bordo do tellado, arrefríanse mediante o ambiente e o evaporación e conxélanse, quedando suspendidas. Sobre a primeira pinga cae a segunda e aos poucos vaise facendo o candalo.

Polo ángulo dos raios hai outros fenómenos sorprendentes como as diferenzas climáticas dun lugar a outro ou as diferentes estacións do ano nun lugar. O sol, en principio, está á mesma distancia de nós no verán ou no inverno, mesmo dos polos ou do ecuador (a diferenza é tan pequena que se pode deixar de contar). Con todo, dado que a inclinación dos raios sobre a superficie terrestre é maior no ecuador que nos polos, as diferenzas de temperatura entre estes dous lugares son moi altas, mesmo entre verán e inverno. Estas diferenzas son debidas ao cambio de temperatura e á riqueza da natureza.