Bienvenido a PRACTICA CIENCIA. Este es un blog dedicado a la divulgación científica. Su principal característica es un enfoque basado en la experimentación como punto de partida y en presentar cada nueva entrada justo cuando las anteriores han fijado de manera sólida los conocimientos previos necesarios. Este blog hace uso sistemático de vídeos de youtube, ya que el autor considera que no hay nada como ver para creer y hoy en día hay excelente material didáctico en la red el cual puede ser legalmente utilizado ya que apuntamos directamente a la fuente y al autor del mismo. Así, este blog está cogiendo el formato de lo que podríamos denominar una "youtupedia": entradas apoyadas por vídeos donde hay multitud de enlaces que nos derivan a otras entradas y en el que además se intenta que haya siempre un hilo conductor. Todo ello amenizado por los propios comentarios del autor que son fruto de su experiencia en el campo, tras años de estudio y autoindagación.

lunes, 7 de julio de 2014

LA MÁQUINA DE VAPOR



En este capítulo de la Historia de la Ciencia le rendimos homenaje al compromiso por el trabajo y al ingenio de James Watt. Watt fue esencialmente un ingeniero de enorme talento. No inventó nada. Ni siquiera persiguió inventar nada. Simplemente se formó, luego trabajó y finalmente recibió un encargo. Y ese encargo fue el de reparar una y otra vez el que prácticamente era el único tipo de máquina de vapor existente en la época.

Newcomen atmospheric engine animation 

Ese tipo de máquina de vapor había sido inventada a principios del Siglo XVIII por otro ingeniero inglés llamado Newcomen. Y no es que no fuera útil, porque bien que se usaba para extraer el agua de las minas a gran profundidad, pero a base de reparaciones a Watt le fue quedando claro que su rendimiento era de lo más bajo, y que además, someter a los materiales a cambios permanentes de frío y calor no podía sino acortar dramáticamente su tiempo de vida.

No deja de ser curioso que los primeros prototipos de la máquina de vapor que se utilizaran para facilitar el trabajo de extracción de minerales en las minas (gracias a su poder de succión y elevación del agua de las profundidades) requirieran el propio carbón de las minas para funcionar. Es decir, se estableció un ciclo en el que se usaba la propia energía del mineral para extraer más mineral. Esos primeros prototipos de máquinas extractoras de agua se atribuyen al Thomas Savery con la inestimable colaboración del controvertido Robert Hooke, quien ha pasado a ser más conocido por sus disputas con Newton, que por sus aportaciones a múltiples y variados campos de la ciencia y la tecnología.

Al final, Watt, lo más importante que hizo fue buscar la manera de utilizar dos cilindros separados en lugar de uno para que cada uno trabajara a una temperatura diferente, uno frío y otro caliente, de forma que el proceso de expansión del émbolo por la acción del vapor calentado y el proceso de compresión por la liberación del gas hacia el condensador de enfriamiento, se acoplaran sin que ninguno de los dos contenedores sufriera continuos cambios bruscos de temperaturas. 

Además, Watt dotó a la máquina de un mecanismo con válvulas de no retorno acopladas que aprovechaban tanto la inercia de la expansión como la de la compresión en ambos cilindros y perfeccionó los engranajes para transformar el movimiento lineal en giratorio de forma que aumentó enormemente su rendimiento.

Finalmente, en su honor se estableció el Wattio como unidad de medida en el Sistema Internacional de potencia (trabajo por unidad de tiempo), de forma que 1 W = 1 J · 1s.

jueves, 3 de julio de 2014

CAMPOS DE APLICACIÓN DE LA LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

La misma Ley de la conservación de la energía puede presentarse bajo diferentes formas en campos tan diversos como:

  • La Mecánica : donde la suma de la energía potencial y cinética se mantiene siempre constante si no actúan fuerzas externas.
 Roller coaster energy conservation

Battery and resistor circuit

miércoles, 2 de julio de 2014

JAMES PRESCOTT JOULE


James Prescott Joule fue uno de los padres de la Ley de la conservación de la energía. Joule nació en un pueblo cercano a Manchester y admirado por el vertiginoso progreso que a esa ciudad trajo la Revolución Industrial se interesó en estudiar los procesos que subyacían a las máquinas de vapor.

Siempre lo hizo de la mano de la experimentación y en ese sentido podemos distinguir claramente dos etapas:
  1. Estudio experimental del calor generado por circuitos eléctricos que llevarían a la formulación de la Ley de Joule para comprender porque el prototipo de motor eléctrico de Faraday no era competitivo a nivel de rendimiento.
  2. Estudio experimental del calor generado a partir de trabajo mecánico. En concreto Joule midió meticulosamente cuanto se calentaba el agua dentro de un recipiente cerrado herméticamente (calorímetro) por el contacto de una palas que rotaban activadas por el trabajo mecánico realizado por unos pesos en caída conectados mediante cuerdas y poleas giratorias.
Joule no alcanzó el grado de reconocimiento que tiene hoy en día en vida. Pero en su honor se adoptó el Joule [J] como unidad de energía en el Sistema Internacional de Unidad. Es decir que 1 J = 1N·1m (1 Joule es la energía almacenada o el trabajo realizado por una fuerza de 1 Newton que desplaza un objeto una distancia de 1m).

¿POR QUÉ FLOTAN LOS GLOBOS?



Seguro que si ves este vídeo no se te olvidará jamás que los globos flotan (o se elevan) gracias al principio de Arquímedes, ya que al ser el aire en su interior más ligero que el aire en el medio ambiente el empuje producido por el volumen de aire desalojado es mayor que el propio peso del globo.