Cómo levantar una taza con un globo

¿Serás capaz de levantar un vaso de vidrio sin tocarlo sólo utilizando un globo, agua y una vela?

Si te parece imposible, piensa que es un reto científico… ¡y por tanto todo tiene una explicación! Os damos una pista: ¡la presión es clave!

Este experimento, ganador del Premio BASF Experimenta 2022, ha sido preparado por los alumnos Sarai Madrid, Iker Parra, Sophia Iculeva, Iris Oliver y Constantino Cortés de 2º de ESO del Instituto Mar de la Frau de Vilafortuny con el apoyo de su padrino científico, el Dr. Josep Manel Ricart, profesor de la Facultad de Química de la Universidad Rovira i Virgili.

¿Qué necesitamos?

• 1 globo
• 1 vaso / taza
• 1 vela tipo tea light
• Agua
• Encendedor

¿Cómo lo hacemos?

Introducimos la vela dentro de la taza o vaso. Encendemos la vela con el mechero y esperamos que el aire dentro del recipiente se caliente.

Mientras hinchamos el globo y le ponemos medio dedo de agua dentro. Hacemos un nudo en el globo y lo ponemos encima del vaso o taza empujando ligeramente. Es necesario asegurarse de que el globo tape bien el vaso y no deje entrar ni salir el aire.

A continuación esperamos y observamos qué ocurre.

¿Qué pasa?

Primero observaremos que la vela se apaga a medida que el oxígeno dentro del vaso se quema. Seguidamente se produce un efecto ventosa en el globo. Poco a poco el globo se va deformando y entra parcialmente hacia el interior del recipiente.

Y es en este punto que podemos levantar la taza o el vaso, cogiendo el globo por el nudo, gracias a este efecto de ventosa.

Al calentar el aire de dentro del vaso con la vela, lo que hacemos es dar energía al aire, esto hará que las moléculas de aire quieran moverse más. Pero cuando ponemos el globo encima y encerramos el aire caliente dentro del vaso se crea una diferencia de presión entre el aire caliente del vaso y el frío que hay dentro del globo. Esto hará que el globo se deforme un poco y permita levantar el vaso.

¿Qué aprendemos?

El aire dentro del vaso es una mezcla de gases. Los gases no tienen forma ni volumen fijo, y por tanto, se adaptan a la forma y volumen del recipiente que los contiene. Las partículas que componen los gases tienen mucha energía cinética (energía del movimiento), que además aumenta con la temperatura, lo que hace que el gas se expanda. Cuando el gas se enfría, se contraen.

Cuando tapamos el vaso con el globo, estamos confinando el aire que poco a poco se va enfriando y por tanto la presión en el interior del vaso baja gradualmente. Sin embargo, la presión exterior, la presión atmosférica, se mantiene constante. Llega un momento en que la presión del aire en el vaso es menor que la atmosférica. Como consecuencia, la presión exterior empuja el globo hacia el interior y queda atrapado.