Experimento de Joule

Experimento de Joule

Equivalente mecánico del calor

Muchas veces habrás escuchado decir que el calor es una forma de energía, pero ¿cómo se llegó a esa conclusión? Veamos...

  1) El calor puede transformarse en trabajo

Como sabes, calentar un líquido hasta provocar su evaporación, mediante procesos de combustión, puede hacer que un plato sobre la olla baile al ritmo del vapor expulsado. Formalizar la experiencia fue la clave dar origen y perfeccionar las máquinas de vapor, mismas que modificaron considerablemente la economía y forma de vida de miles de personas durante la segunda mitad del siglo XVIII.

 2) El trabajo puede convertirse en calor

Esta transformación interesó al inglés James Prescott Joule (1818-1889), quien diseñó un dispositivo que utilizó para medir cuánta energía mecánica podía transferirse a un sistema, recipiente aislado lleno de agua, a través de los cambios en su temperatura.

Dicho dispositivo consistió en un sistema pesas que, al caer, transformaban la energía potencial gravitacional, asociada a su altura, en movimiento. La energía cinética ganada era transferida al agua mediante la agitación provocada por unas aspas en el interior del calorímetro. Al analizar los cambios en la temperatura obtuvo la equivalencia de unidades conocida como equivalente mecánico del calor: 1 J = 0.24 cal.

Fuente: Maiztegui, A. y J. Sábato. (1973). La naturaleza del calor. 

Introducción a la Física I. Editorial Kapelusz, Argentina. pp. 383-8. 

Para entender mejor en qué consistió el experimento, puedes ver el siguiente video que muestra una reproducción, montada en pleno siglo XXI, del dispositivo  utilizado por Joule en 1850.

También puedes observar una reproducción realizada con el subsidio de la Fondazione Scienza e Tecnica de Florencia, Italia.

Efectos de la microgravedad

 

La Estación Espacial Internacional (ISS, por sus siglas en inglés) se encuentra orbitando la Tierra a una altitud promedio de 398 Km y se mueve con una rapidez aproximada a los ¡28 800 Km/h! La enorme rapidez y el tipo de trayectoria que sigue hacen que la aceleración con la que se mueve minimice los efectos de la aceleración de la gravedad. Por ejemplo, los astronautas se la viven flotando porque no hay una fuerza que los mantenga pegados al piso; en estas condiciones no podemos hablar de peso, de ahí algunos utilicen el término "ingravidez" para referirse a este fenómeno. Un ejemplo para visualizar la pérdida de peso se hace notable en los largos cabellos de las astronautas.

En los siguientes videos puedes observar un par de experimentos realizados por el astronauta Don Petit en la ISS. Es importante señalar que este astronauta utiliza parte de su escaso tiempo libre para crear y divulgar estos experimentos a los pesados habitantes de nuestro planeta.

• En éste se pueden observar tremendas gototas de agua flotantes y algunos fenómenos físicos espectaculares vinculados con la tensión superficial, diferencia de densidades y otros efectos ópticos.

 

• En este otro se muestra la difusión de colorantes en películas delgadas de agua.

Tránsito de Venus 2012

T r á n s i t o   e n   a c c i ó n

Un día después de que las nubes nos impidieran observar la mayor parte del tránsito de Venus, la NASA publicó un video con el tránsito desde diferentes cámaras y ángulos. Las imágenes fueron capturadas desde el espacio en el Observatorio de Dinámica Solar (SDO, por sus siglas en inglés), que es actualmente el laboratorio más avanzado para estudiar al sol. Para darnos una idea de la calidad de las imágenes adquiridas, la NASA menciona que su resolución es ocho veces mejor que una televisión de alta definición.

Las imágenes solares en dorado y rojo corresponden a cámaras ultravioleta (17.1 y 30.4 nanómetros, respectivamente), las de color magenta corresponden a una cámara infrarroja (de 170 nanómetros), y finalmente, las de color anaranjado corresponden a imágenes en luz visible con filtro solar.

Con información del Goddard Space Flight Center de la NASA: <http://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a010000/a010900/a010996/index.html> Junio, 2012.

Venus pasa frente al sol

El tránsito de Venus en 2012

 

En el atardecer del próximo 5 de junio, entre las 5 y 7 pm, será posible observar a nuestro vecino Venus atravesando el disco solar. Este fenómeno astronómico no se repetirá sino hasta dentro de ¡105 años!, así que no puedes perdértelo. 

En la siguiente imagen puedes darte una idea de cuál es la trayectoria del planeta sobre el disco solar y qué tan diminuto es comparado con nuestro astro rey.

 

El Universo Mecánico

Capítulo 13: Conservación de la energía

...aun cuando la energía cambie de forma, 

la cantidad total de energía del Universo

 es siempre constante.

En el capítulo 13 de la serie, El Universo Mecánico, creada y presentada por el Dr. Goodstein del Instituto Tecnológico de California (1986), se introduce una de las leyes fundamentales de la física, la ley de conservación de la energía.