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Experimento de torricelli con agua
wikipedia
El experimento de Torricelli fue inventado en Pisa en 1643 por el científico italiano Evangelista Torricelli (1608-1647). El propósito de su experimento es demostrar que el origen del vacío proviene de la presión atmosférica[1].
Durante gran parte de la historia de la humanidad, la presión de los gases como el aire se ignoró, se negó o se dio por sentada, pero ya en el siglo VI a.C., el filósofo griego Anaxímenes de Mileto afirmó que todas las cosas están hechas de aire que simplemente cambia al variar los niveles de presión. Pudo observar cómo el agua se evaporaba y se convertía en gas, y pensó que esto se aplicaba incluso a la materia sólida. El aire más condensado hacía objetos más fríos y pesados, y el aire expandido hacía objetos más ligeros y calientes. Esto era similar a cómo los gases se vuelven realmente menos densos cuando se calientan y más densos cuando se enfrían.
Aristóteles afirmó en algunos escritos que “la naturaleza aborrece el vacío”, y también que el aire no tiene masa/peso. La popularidad de este filósofo mantuvo esta opinión dominante en Europa durante dos mil años. Incluso Galileo lo aceptó, creyendo que es la atracción del vacío la que crea un sifón, una atracción que se supera si el sifón es lo suficientemente alto.
ley torricelli
El experimento de Torricelli fue inventado en Pisa en 1643 por el científico italiano Evangelista Torricelli (1608-1647). El objetivo de su experimento es demostrar que el origen del vacío proviene de la presión atmosférica[1].
Durante gran parte de la historia de la humanidad, la presión de los gases como el aire se ignoró, se negó o se dio por sentada, pero ya en el siglo VI a.C., el filósofo griego Anaxímenes de Mileto afirmó que todas las cosas están hechas de aire que simplemente cambia al variar los niveles de presión. Pudo observar cómo el agua se evaporaba y se convertía en gas, y pensó que esto se aplicaba incluso a la materia sólida. El aire más condensado hacía objetos más fríos y pesados, y el aire expandido hacía objetos más ligeros y calientes. Esto era similar a cómo los gases se vuelven realmente menos densos cuando se calientan y más densos cuando se enfrían.
Aristóteles afirmó en algunos escritos que “la naturaleza aborrece el vacío”, y también que el aire no tiene masa/peso. La popularidad de este filósofo mantuvo esta opinión dominante en Europa durante dos mil años. Incluso Galileo lo aceptó, creyendo que es la atracción del vacío la que crea un sifón, una atracción que se supera si el sifón es lo suficientemente alto.
el experimento de torricelli
En la clase de física hemos hecho este experimento en el que mediríamos la velocidad del agua que escapa de una botella de agua a través de un agujero en un lateral de la misma. Calculábamos la velocidad a través de la cinemática midiendo la distancia de la botella a la que llegaba el chorro.
¿Quizás hubiera sido mejor empezar con el agua a una altura superior a la que se quería medir y esperar a que el nivel del agua alcanzara la altura deseada y entonces realizar la medición?
¿Quizás una mejor manera de estimar la velocidad a la que el agua sale del agujero es medir el caudal (volumen que sale por segundo), que es igual a la velocidad del agua $\️ el área de la sección transversal del agujero?
Para intentar obtener una precisión razonable, el área de la sección transversal del depósito debe ser mucho mayor que el área de la sección transversal del orificio, de modo que el nivel del agua en el depósito no descienda mucho mientras se mide el caudal y la velocidad del agua en la parte superior del depósito sea mucho menor que la velocidad del agua al salir del orificio.
barómetro torricelli
Afirmo que la fuerza que impide que el mercurio caiga… proviene del exterior del tubo. Sobre la superficie del mercurio que está en el recipiente descansa el peso de una columna de cincuenta millas de aire. ¿Es una sorpresa que … [el mercurio] suba en una columna lo suficientemente alta como para hacer equilibrio con el peso del aire externo que lo obliga a subir?
Otro de los descubrimientos de Torricelli, basado en el mismo principio pero aplicado a la presión del agua, es que la velocidad de un fluido a través de un agujero en el fondo de un tanque está relacionada con la altura del fluido en el tanque. La relación precisa se conoce como Ley de Torricelli.
En esta exploración utilizamos materiales fáciles de conseguir para realizar un experimento y recoger datos sobre la velocidad del agua que se escapa por un agujero en el fondo de un depósito cilíndrico. Para ello, medimos la altura del agua en el tanque en diferentes momentos.
Este experimento se realiza mejor como una demostración en el aula o como un proyecto de grupo con tres estudiantes en cada grupo: un cronometrador para decir los segundos, un guardián de la botella para estimar la altura cada 10$ segundos y un registrador para anotar estos valores.
