Experimentos de transferencia de calor y energía

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George Doyle/Stockbyte/Getty Images

La energía se clasifica en dos categorías principales: la potencial y la cinética. La energía potencia es la energía contenida en un objeto y se encuentra en muchas formas, tales como la energía química, la térmica y la eléctrica. La energía cinética es la energía contenida en un objeto en movimiento. El proceso por el cual una forma de energía se transforma en otra se llama conversión de energía. Esta transferencia de energía se puede mostrar en una variedad de experimentos.

Cucharas calientes

Coloca una cuchara de metal en agua caliente y déjala por un minuto. Toca el extremo de la cuchara que no está sumergida en el agua. Repite esto con cucharas hechas de diferentes materiales, tales como plástico, aluminio, acero inoxidable y madera. Determina cuál material se vuelve más caliente en el agua. La conducción es la transferencia de la energía térmica, o calor, entre las substancias debido a sus diferencias de temperatura. La energía térmica se transfiere de una zona de alta temperatura hacia una que es de más baja temperatura. Los metales son mejores conductores que los plásticos, de modo que cuando coloques las cucharas en el agua caliente, la temperatura alta del agua se transferirá fácilmente a la más baja temperatura que tiene la cuchara de metal.

Congelando un helado

La transferencia de calor puede provocar que las substancias frías se sientan más heladas. Coloca un helado en dos pocillos. Prueba el helado en el primer pocillo. Nota lo frío que se siente en tu boca. Derrama leche sobre el helado en el segundo pocillo y pruébalo. Se sentirá más frío debido a la transferencia de calor. El helado se siente frío porque tiene menos calor que tu boca. Mientras más rápido se mueve el calor desde el interior de tu boca hacia el helado, más frío se siente el helado. El helado tiene burbujas que actúan como aislante. La leche no tiene estas burbujas, de modo que sirve como un mejor conductor, o ruta, para que el calor se mueva a través de ella. La capa de leche en el segundo pocillo de helado lleva el calor desde tu boca hacia el helado más rápidamente que cuando el helado está solo, produciendo una sensación de más frío.

Transfiriendo energía cinética

Tira seis monedas pequeñas en una superficie plana para que representen los átomos o moléculas en una substancia. Coloca una de las monedas a 6 pulgadas (15 cm) de las otras. Golpea con tu dedo esta moneda para que se dirija hacia las otras. La moneda individual representa un átomo o una molécula conteniendo más energía cinética que las otras. El cambio en las monedas ocurre cuando el golpe muestra una transferencia de energía desde la moneda en movimiento hacia el grupo. Al disparar la moneda se produce su movimiento. Luego golpea a las monedas detenidas transfiriéndoles energía haciendo que también se muevan. Esta transferencia también produce que la moneda que disparaste se detenga.

Absorción del calor

Demuestra la absorción de calor en un experimento usando la energía solar. Coloca un cubo de hielo sobre seis piezas de papel de diferentes colores. Usa negro y blanco y luego otros cuatro colores, como azul, rojo, amarillo y verde. Coloca las tarjetas afuera bajo el sol y observa cuál se derrite primero y cuál a lo último. El cubo en el papel negro debiera derretirse más rápido porque el negro absorbe más la luz que los otros colores. El cubo en el papel blanco debiera derretirse más lento porque refleja la luz en lugar de absorberla. Cuando el rayo de sol es absorbido, la energía solar se convierte en calor, lo que hace que los cubos de hielo se derritan.