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Espiral giratoria


Una espiral recortada en papel y una fuente de aire caliente son la base de un experimento que permite poner de manifiesto la transmisión de energía mediante una corriente de convección.



Enlace al guión de laboratorio.

Material

- Papel y tijeras
- Tapón de corcho
- Capuchón plástico de bolígrafo
- Aguja larga
- Soporte, nuez y pinza
- Hornillo eléctrico

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La aguja larga puede ser una aguja de hacer punto, una aguja de brocheta o una varilla de vidrio terminada en punta.
El tapón de corcho puede sustituirse por cualquier material atravesable por la aguja.
El capuchón de bolígrafo se puede sustituir por cualquier pieza cónica con un orificio por debajo de la punta.


Comentarios a la preparación del montaje

PRECAUCIÓN. El hornillo caliente puede producir quemaduras al tocarlo, hay que tomar las medidas necesarias para trabajar él.
El papel del tapón de corcho es el de facilitar la sujección de la aguja larga.
El capuchón de bolígrafo sirve para sujetar el papel y facilitar el giro sobre la punta de la aguja.
Es frecuente ver este experimento usando una vela o un mechero Bunsen. En ambos casos, la combustión aporta un flujo de gas que da un impulso extra a la vela, pero desvirtúa el experimento. Podría moverse la espiral puesta sobre un mechero de gas apagado, impulsada por la corriente de gas.
De ahí que se opte por un hornillo eléctrico, que no aporta gas al sistema.


Aspectos didácticos


Este trabajo pretende:

- Comprobar cómo la convección es la forma en que la energía se propaga en los fluidos.
- Observar cómo en la convección la energía se difunde únicamente de abajo hacia arriba y no al revés.
- Asociar la convección a la generación del viento.

Este trabajo podría hacerse en casa si no se utilizara una fuente de calor que puede provocar accidentes. De ahí que se proponga para hacer en el laboratorio bajo supervisión docente.
Para el alumnado, no es evidente que se genere una corriente de aire sin que nada la empuje, no es raro que aleguen una corriente de aire de una puerta o ventana para justificar el movimiento de la espiral. Es útil generar humo sobre el hornillo para ver que la corriente es vertical y no horizontal. El humo puede provenir de un fósforo apagado o de un papel quemado.
Es importante asociar lo que se ve en el laboratorio con el ascenso del aire en la atmósfera cuando lo calienta el suelo o un fuego, con los vientos naturales y con los vientos de los incendios y las corrientes en las chimeneas.
También hay que resaltar su importancia en los movimientos del magma terrestre.



Montaje preparado

Detalle de la punta de la espiral
Espiral girando en la corriente de convección
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