Experimento nº 5 - BARÓMETRO DE FITZROY

¿Qué es el Barómetro de Fitzroy?:

El storm glass, que traduciríamos literalmente como “cristal de tormenta”, es un aparato que permite predecir el tiempo, y cuyo uso se extendió mucho entre los navegantes del siglo XIX, en especial entre los ingleses. Consiste en un recipiente sellado de vidrio, normalmente cilíndrico, relleno de un líquido, mezcla d varios, que permite pronosticar los cambios en las condiciones meteorológicas, sin más que observando la apariencia que va adoptando el citado líquido.

Descubrimiento:

Fue el almirante Robert FitzRoy (1805-1865), durante la expedición científica del mítico HMS Beagle, el que desarrolló este aparato, dando con la mezcla idónea de líquidos para conseguir el fin perseguido. Conviene recordar que FitzRoy fue el primer meteorólogo profesional de la historia, y una de las personas que más contribuyó a popularizar las predicciones meteorológicas. 

¿De qué está compuesto?:

 La mezcla se compone de agua destilada y etanol, y en menor proporción: nitrato de potasio, cloruro de amonio y alcanfor. Hay que tener cuidado con el orden de la mezcla, ya que si el agregado se realiza en otro orden, la misma explota.

¿Cómo funciona?:

Los cambios en la temperatura del aire y la presión atmosférica provocan cambios en la solubilidad de esa mezcla, lo que da como resultado el aspecto cambiante del líquido. La mayor o menor turbiedad o la presencia o no de escamas, cristalitos o estructuras filamentosas puede identificarse, tal y como estableció el propio FitzRoy, con determinados cambios de tiempo para las próximas horas.

¿Cómo interpretarlo?:

El líquido claro, sin impurezas, es indicador de cielos azules y ambiente soleado, mientras que si empieza a enturbiarse, se nublará, con posibles lluvias. Si en el seno del líquido aparecen pequeñas motitas, puede esperarse bruma o niebla, y en cuanto a la nieve, su posible llegada –estando el día claro– es delatada por la presencia de pequeñas plumas blanquecinas, similares a las que a veces forma el hielo. Si esos mismos cristalitos surgen con el líquido turbio en vez de claro, entonces lo que tendremos será tempestad o tormenta. 

El material necesario para la construcción de dicho experimento es:
·   2,5 g de nitrato de potasio
·   2,5 g de cloruro de amonio 
·  Agua 33 ml de agua destilada
·  40 ml de etanol
·  10 g de alcanfor

Conclusiones:

Durante el viaje histórico, FitzRoy cuidadosamente documentado cómo el cristal tormenta podría predecir el tiempo: 

·  Si el líquido en el vaso es claro, el tiempo va a ser brillante y claro.   

·  Si el líquido está turbio, el tiempo será soleado, así, tal vez con la precipitación. 

·  Si hay pequeños puntos en el líquido, húmedo o brumoso clima se puede esperar.

·  Un vaso nublado con pequeñas estrellas indica tormentas eléctricas.

·  Si el líquido contiene pequeñas estrellas en los días soleados de invierno, entonces la nieve está llegando.

·  Si hay grandes escamas por todo el líquido, se Nublado estaciones templadas o cubierto de nieve en el invierno.

·  Si hay cristales en la parte inferior, esto indica las heladas.

·  Si hay temas cercanos a la parte superior, será ventoso.

¿Quién fue Fitzroy?:

Fritzroy fue, además del inventor del storm glass, un gran protagonista en el desarrollo de la meteorología. Bajo su mandato en la Royal Society, se implementó una red de 24 estaciones meteorológicas, que vía telégrafo, enviaban la información a Londres. Al embarcar en su segundo viaje en el Beagle, FitzRoy transportó innumerables barómetros y 22 cronómetros, con la intención de afinar los cálculos de latitud de los que se disponía.

Creó las cartas sinópticas, utilizadas para la visualización de los frentes atmosféricos y sus desplazamientos.

Pero su verdadera pasión era la predicción del tiempo meteorológico, con la idea de que así se podrían salvar vidas. De este modo, convenció a los editores del diario londinense Times a incluir en su publicación los partes meteorológicos. Es así, entonces, que el 1 de agosto de 1861 se publica el primer parte meteorológico de la historia.

Vídeo de la construcción del Barómetro de Fitzroy:

http://www.youtube.com/watch?v=7_aYoEb9vc0

(Sentimos que la explicación esté en inglés, pero no hemos encontrado ningún otro vídeo sobre la construcción de dicho barómetro en español).

Bibliografía:

· http://www.xatakaciencia.com/fisica/que-es-un-storm-glass-y-la-primera-prediccion-meteorologica-de-la-historia#Titulo: BARÓMETRO DE FITZROY // STORM GLASS

· http://www.divulgameteo.es/amplia_aula.asp?id=56

Experimento nº 4 - CONSTRUCCIÓN DE UN HIGRÓMETRO

¿Qué es un higrómetro?:

Un higrómetro o hidrógrafo es un instrumento que se utiliza para medir la humedad del aire, o la cantidad de vapor de agua invisible en un entorno.

Materiales necesarios para el experimento:
- 2 vasos de plástico
- 1 pajita de refresco
- 1 alfiler
- 1 bolita de plastilina
- 1 trozo de algodón
- Alcohol u otro líquido

Procedimiento del experimento:

Colocamos los dos vasos uno al lado del otro, y una pajita entre los dos, colocada verticalmente. Las unimos a los vasos mediante un alfiler colocado horizontalmente que atraviese cada uno de los vasos y la pajita a su vez.
Después se coloca en el borde superior de la pajita una bolita de algodón mojada en alcohol, por ejemplo. De esta manera observamos que la balanza (o en este caso, la pajita) se mueve.
Para conseguir mantener el equilibrio, pegamos otra bola pequeña pero de plastilina en el otro extremo de la pajita para que ésta se equilibre. 
Luego podemos medir la velocidad de evaporación y cómo varía la balanza.

Vídeo sobre la construcción del experimento:

Experimento nº 3 - CONSTRUCCIÓN DE UN TERMÓMETRO

Observación:

Para construir un simple termómetro emplearemos el concepto físico de la dilatación. Las partículas que forman los cuerpos están en continuo movimiento. Si transferimos mas energía al cuerpo en forma de calo las vibraciones, giros y traslaciones de los iones, átomos y moléculas que forman la materia son mas amplios y veloces. Los espacios intermoleculares crecen y, por eso el cuerpo se dilata. En nuestra vida real es importante tenerla en cuanta a la hora de construir carreteras, edificios, maquinas etc.

El material necesario para construirlo es:

* Tubo de vidrio de unos 20-30 cm
* Plastilina o sellador
* Alcohol
* Colorante
* Lata de refresco vacía


Procedimiento:

Introducimos en la lata una mezcla a partes iguales de agua y alcohol a a que añadimos un poco de colorante. Tras colocar el tubo de vidrio en la lata de manera que quede sumergido en la mezcla, sellamos la apertura.
Haciendo con nuestras manos la lata el metal actúa como un excelente conductor del calor y la mezcla se dilatara subiendo a través del tubo. Es posible calibrarlo y observar cómo evoluciona la temperatura a lo largo del día.

Vídeo de la construcción de un termómetro:

Experimento nº 2 - CONSTRUCCIÓN DE UN BARÓMETRO

Procedimiento para construir el barómetro:  

Se comienza pegando en una botella verticalmente una tira de cartulina. Después, se llena el plato con agua hasta la mitad. También echamos agua en la botella hasta llenarla ¾ partes. Se tapa con el dedo pulgar y se le da la vuelta, colocándola al revés del plato. A continuación, vemos que el agua baja un poco hasta que se mantiene quieta. Una vez que esto ha ocurrid, se marca ese nivel en la cartulina, y a partir de ahí, subirá o bajara en función de la presión atmosférica. Si aumenta la presión, el agua subirá, y viceversa. 

Los materiales necesarios para su construcción son:  

1. Un plato 

2. Agua 

3. 1 botella de plástico 

4. 

   1 formato de cartulina 
   
   

¿Qué es un barómetro?:

Un barómetro es un instrumento que sirve para medir la presión atmosférica. 

El registro de la presión atmosférica es muy útil para predecir el tiempo que va a hacer los próximos días. Así, cuando se aproxima una borrasca se produce un descenso de la presión atmosférica, y cuando viene un anticiclón aumenta. 

Explicación:

Nada más dejar la botella sobre el plato lleno de agua, el agua baja hasta que se mantiene estabiliza. Esto es así porque la presión atmosférica ejerce su acción sobre el agua del plato, oponiéndose a que la totalidad del agua de la botella se vacíe en el plato. El nivel dentro de la botella subirá cuando la presión atmosférica aumente, lo que indicará la presencia de un anticiclón y tiempo soleado. En caso contrario bajará. 

Aunque las variaciones de temperatura también influyen en nuestro barómetro, al tratarse de agua líquida, estas variaciones son inapreciables siempre y cuando la temperatura sea tan baja (< 0ºC) o tan alta (> 100ºC) que se produzca el cambio de estado a sólido o gaseoso, respectivamente. 

Experimento nº 1 - CONSTRUCCIÓN DE UN ELECTROIMÁN

   

Observación del fenómeno:

Se ha observado que una corriente continua que corre un conductor rectilíneo crea a su alrededor un campo magnético, el cual desvía la aguja magnética colocada en sus proximidades (experimento de Oërsted). Si a ese hilo conductor le damos la forma de una circunferencia, se dice que forma una espira. En ella, las líneas de campo magnético entran por una cara y salen por la otra. Una espira, por tanto, es como un imán. 

Si generamos una serie de espiras en el conductor, todos los campos magnéticos que se crean se suman produciéndose un campo magnético más intenso. Hemos obtenido un solenoide. 

Un objeto de hierro con una campo magnético intenso constituye un imán. Si tomamos un trozo de hierro dulce y lo introducimos en el solenoide, sus átomos se ordenan por el campo magnético producido por la corriente y se convierte en un potente imán. Es un electroimán. 

Los materiales necesarios para su construcción son: 

1. Hilo conductor 

2. Pila de petaca 
3. Trozo de hierro (Tijeras, clavos, tornillos, etc.) 

        

Explicación del fenómeno: 

Cuando las cargas eléctricas se mueven crean a su alrededor un campo magnético. Esto es lo que comprobó Oersted en su famoso experimento. Al pasar la corriente eléctrica por un hilo las brújulas se orientaban perpendicularmente al hilo, de forma que las líneas del campo magnético son circunferencias concéntricas con el hilo. 

Si ahora el hilo por el que pasa la corriente se enrolla en forma de hélice para formar un solenoide el campo producido por las distintas espiras se suma para dar un campo que sigue el eje del solenoide. Tenemos así prácticamente un imán con sus polos Norte y Sur en los extremos de la hélice. 

Si dentro de ese solenoide metemos una barra de hierro (u otro material ferromagnético) los dominios magnéticos del hierro (en última instancia, los átomos de hierro) se orientan todos de acuerdo con ese campo magnético y se refuerzan los efectos y no hace falta que la corriente pase por el hierro para que se produzca el campo magnético, basta con que el campo magnético pase por el hierro para que sus dominios se orienten y se convierta en un imán. 

Al enrollar el alambre sobre el tornillo se produce un electroimán que tiene dos polos, uno negativo y uno positivo. Su fuerza depende de la corriente eléctrica, el número de vueltas y el material del núcleo.

Vídeo sobre la construcción del fenómeno: