Física de primaria y secundaria · Grades 1–9
10El aire que nos rodea
Agita la mano deprisa delante de la cara: algo blando te roza la mejilla. No lo ves, no lo agarras y no lo puedes guardar en un cajón — y sin embargo llena todas las habitaciones, todas las botellas y todos los patios de la Tierra. Este capítulo trata del aire: la sustancia invisible en cuyo fondo vivimos.
10.1 ¿El aire es algo de verdad?
Definición 10.1 (El aire)
El aire es la sustancia invisible que nos rodea. No tiene color, no tiene olor propio y la luz lo atraviesa sin enterarse — por eso se nos olvida que está ahí. Pero es una sustancia de verdad, como demostrarán los experimentos de este capítulo, y es preciosa: cada respiración que das es un trago de aire.
Ejemplo 10.2 (Pruébalo: atrapa un poco de aire)
Abre bien una bolsa de plástico, barre con ella la habitación y retuércela para cerrarla. La bolsa se queda hinchada como un cojín; apriétala: ¡empuja hacia fuera! Está claro que dentro hay algo atrapado. Abre una esquina y aprieta otra vez: notarás al prisionero invisible salir en chorro por encima de tus dedos. Una bolsa “vacía”, llena de nada, no podría empujar.
Ejemplo 10.3 (Dónde se deja ver el aire)
El aire es invisible, pero sus travesuras no lo son: tiembla como un espejismo sobre una carretera caliente, levanta las cometas, hace susurrar las hojas y forma burbujas allí donde se escapa bajo el agua. Sopla con una pajita dentro de tu vaso: cada burbuja plateada es un paquetito de aire camino de la superficie.
10.2 El aire ocupa sitio
Método 10.4 (La zambullida del papel seco)
Un truco de magia que es física pura — hazlo sobre un barreño.
- mete un papel de cocina seco bien apretado en el fondo de un vaso, de modo que no se pueda caer;
- pon el vaso exactamente boca abajo;
- húndelo recto en un barreño de agua, más hondo que todo el vaso, sin inclinarlo;
- sácalo recto otra vez y toca el papel.
¡El papel está completamente seco! El vaso no estuvo nunca vacío: estaba lleno de aire, y el aire atrapado se quedó con su sitio, así que el agua no pudo entrar.
Ejemplo 10.5 (La botella que hace glugluglú)
Hunde una botella “vacía” con la boca hacia abajo en el barreño e inclínala un poco: glu, glu, glu — grandes burbujas plateadas corren hacia la superficie y el agua ocupa su sitio dentro. La botella estaba llena de aire; el agua solo puede entrar tan deprisa como sale el aire. Ese glugluglú del fregadero es el ruido del aire y el agua intercambiándose el sitio.
Observación 10.6 (No existen las botellas vacías)
A partir de ahora, desconfía de la palabra “vacío”. La botella vacía, el vaso vacío, la caja vacía: todos llenos de aire hasta el borde. Vacío de verdad — sin absolutamente nada dentro, ni siquiera aire — es dificilísimo de conseguir, y algún día conocerás el nombre raro que le dan los científicos.
10.3 El aire empuja
Definición 10.7 (El viento)
El viento es aire en movimiento. El aire quieto no roza a nadie; el aire en movimiento empuja todo lo que se le pone por delante — con suavidad en un día de brisa, y con fuerza suficiente en una tormenta para doblar los árboles.
Ejemplo 10.8 (El aire trabajando)
El aire en movimiento hace trabajos de verdad: llena las velas de los barcos, hace girar los molinillos, seca la ropa y sostiene las cometas. Tú mismo fabricas viento cada vez que soplas la vela de un cumpleaños — tu aliento es una ráfaga pequeña y particular, lo bastante fuerte para arrancar la llama de su mecha.
Ejemplo 10.9 (Pruébalo: el globo a reacción)
Hincha un globo y sujétale la boquilla cerrada. Dentro espera aire apretado. Suéltalo: el aire sale disparado hacia atrás y el globo sale disparado hacia delante por la habitación, dando bandazos. El aire que se escapa empuja el globo — un primo diminuto de la manera en que el gas apretado que sale empuja a los cohetes de verdad.
Observación 10.10 (El aire es precioso)
El empujón más importante de todos ocurre en silencio dentro de tu pecho: en cada respiración entra aire, tu cuerpo se queda con un poco de lo que necesita y el resto vuelve a salir. Las personas, los gatos, los pájaros e incluso los peces (que sorben el aire escondido en el agua) necesitan su parte. Invisible no quiere decir poco importante — con el aire quiere decir justo lo contrario.
10.4 Ejercicios
Ejercicio 10.1 ★
Nombra tres pistas que hayas visto esta semana de que el aire es real — sin usar ningún experimento de un libro.
Solución
Solución de Ejercicio 10.1.
Por ejemplo: el viento doblando los árboles o haciendo susurrar las hojas; una cometa o una bandera ondeando; las nubes de aliento en una mañana fría; las burbujas al soplar con una pajita; una puerta que se cierra de golpe con la corriente.
Ejercicio 10.2 ★
¿Por qué empuja hacia fuera la bolsa retorcida del Ejemplo 10.2 cuando la aprietas? ¿Qué hay dentro?
Ejercicio 10.3 ★
En la zambullida del papel seco, ¿por qué no llega el agua hasta el papel? Dilo con las palabras del capítulo: ¿qué se queda con su sitio?
Ejercicio 10.4 ★
¿Qué es lo que no hay que hacer con el vaso durante la zambullida del papel seco, y qué le pasaría al papel si lo hicieras?
Solución
Solución de Ejercicio 10.4.
No hay que inclinarlo. Inclinado, el aire atrapado se escapa hacia arriba en burbujas grandes, el agua ocupa su sitio — y el papel acaba empapado.
Ejercicio 10.5 ★
¿Qué es el glugluglú de una botella que se llena bajo el agua? ¿Qué sale, qué entra y por qué tienen que turnarse?
Ejercicio 10.6 ★
“Pásame la botella vacía”. ¿Qué hay de verdad dentro de una botella vacía? (Mira la Observación 10.6.)
Solución
Solución de Ejercicio 10.6.
Aire — hasta el borde. “Vacía” solo quiere decir “no queda bebida”; la botella está llena de una sustancia invisible.
Ejercicio 10.7 ★
¿Qué es el viento, con las palabras de la Definición 10.7? Di dos trabajos que haga el aire en movimiento.
Ejercicio 10.8 ★
Cuando vuela el globo a reacción, ¿hacia dónde sale disparado el aire y hacia dónde va el globo?
Solución
Solución de Ejercicio 10.8.
El aire sale disparado hacia atrás por la boquilla y el globo sale disparado hacia delante, en sentido contrario.
Ejercicio 10.9 ★★
Un embudo encaja justo en el cuello de una botella y está sellado a su alrededor con masilla adhesiva. Ana echa agua en el embudo — y, después de un pequeño trago, el agua se queda quieta en el embudo y se niega a bajar a la botella. Explica qué se lo impide y propón el arreglo de un segundo.
Solución
Solución de Ejercicio 10.9.
La botella ya está llena de aire, y el embudo sellado no le deja al aire ninguna salida — así que el agua no puede entrar. El arreglo: aflojar el sellado (o levantar un momento el embudo) para que el aire pueda escaparse por al lado; entonces el agua baja haciendo glugluglú tan contenta.
Ejercicio 10.10 ★★
Bajo el agua de la bañera, inclina un vaso lleno de aire de modo que su boca quede debajo de la de otro vaso lleno de agua, también bajo el agua. ¿Se puede verter el aire hacia arriba de un vaso al otro? Describe lo que verías y por qué las burbujas suben mientras el agua vertida baja.
Solución
Solución de Ejercicio 10.10.
¡Sí! Se inclina el vaso lleno de aire de modo que su boca quede debajo de la boca del otro vaso: el aire sale en grandes burbujas plateadas que suben hacia arriba hasta el vaso lleno de agua y se juntan en su parte alta, empujando el agua hacia abajo y hacia fuera. El aire sube y el agua baja porque el aire siempre flota en el agua — es verter, pero al revés.