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Explicación
El causante verdadero de este resultado de este experimento es una causa bien distinta y no se trata de un fenómeno químico, sino que se trata de un fenómeno físico.
¿Cómo se explica la ley de Gay-Lussac? Es decir: ¿por qué el aire caliente está a una presión mayor y cuando se enfría la presión disminuye? La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las partículas de una sustancia. Si aumenta la temperatura, las moléculas tendrán mayor energía cinética, es decir mayor velocidad. Entonces, las moléculas chocarán contra las paredes del recipiente a mayores velocidades ejerciendo una presión mayor.
Para terminar, podemos
comprobar si lo que expusimos es correcto de la siguiente manera.
Levantamos el vaso del plato y calentamos el interior del vaso con la
vela, de modo que el aire se renueve y no se consuma el oxígeno.
Simplemente estaremos calentando el aire en el interior del vaso durante
un buen rato, sin que se apague la llama. Cuando ya está bien caliente,
retiramos la vela y colocamos el vaso calentado sobre el plato con
agua, rápidamente, pero sin colocar la vela adentro. Cuando el aire en
el interior del vaso se enfría, veremos el mismo efecto: agua sube por
el vaso igual que antes, pero en este caso no hay vela adentro y por lo
tanto podemos descartar a la combustión (proceso químico) como el
causante de este fenómeno
Explicación
Es cierto que al encender la vela se produce una reacción química de combustión entre la parafina de la vela (C₂₉H₆₀) y el oxígeno (O₂)
propio del aire que hay dentro del vaso. El combustible de la vela
encendida reacciona con el oxígeno que hay dentro del vaso, produciendo
dióxido de carbono (CO₂) en la proporción de una molécula de dióxido de carbono por cada dos moléculas de oxígeno. Además, otro producto de la combustión es el agua (H₂O). La reacción sería así:
La Ley de Avogadro nos dice que un número igual de moléculas siempre ocupa un mismo volumen si la presión y la temperatura no varían. Por lo tanto, el consumo de oxígeno por sí solo no puede modificar la presión del gas contenido en el vaso.
C₂₉H₆₀ + 44 O₂
→ 29 CO₂ + 30 H₂O
El causante verdadero de este resultado de este experimento es una causa bien distinta y no se trata de un fenómeno químico, sino que se trata de un fenómeno físico.
Al
encender la vela, además de la combustión antes mencionada, el aire
dentro del recipiente se calienta (aumenta su temperatura). Al aumentar
la temperatura (debido a la llama) y como el volumen del vaso no cambia,
entonces, debe aumentar la presión del gas dentro del recipiente según
la Ley de Gay-Lussac, y parte de ese gas dilatado sale por la parte inferior del vaso como pequeñas burbujas hasta que la presión
del aire caliente contenido en el recipiente
iguale la presión del aire exterior (presión atmosférica).
Cuando la vela se apaga por falta de oxígeno, el aire dentro del recipiente se empieza a enfriar y la presión del gas dentro del recipiente disminuye (de nuevo por la ley de Gay-Lussac). Como ahora la presión exterior (atmosférica) es mayor que dentro del recipiente, el aire exterior empuja al agua (ejerce una fuerza desde el exterior hacia el interior) debido a la diferencia de presiones entre el interior y exterior. El agua entra al vaso y asciende comprimiendo el aire dentro del recipiente, reduciendo su volumen (por Ley de Boyle-Mariotte) y aumentando la presión, hasta que la presión del gas dentro del vaso iguale a la presión atmosférica.
Cuando la vela se apaga por falta de oxígeno, el aire dentro del recipiente se empieza a enfriar y la presión del gas dentro del recipiente disminuye (de nuevo por la ley de Gay-Lussac). Como ahora la presión exterior (atmosférica) es mayor que dentro del recipiente, el aire exterior empuja al agua (ejerce una fuerza desde el exterior hacia el interior) debido a la diferencia de presiones entre el interior y exterior. El agua entra al vaso y asciende comprimiendo el aire dentro del recipiente, reduciendo su volumen (por Ley de Boyle-Mariotte) y aumentando la presión, hasta que la presión del gas dentro del vaso iguale a la presión atmosférica.
¿Cómo se explica la ley de Gay-Lussac? Es decir: ¿por qué el aire caliente está a una presión mayor y cuando se enfría la presión disminuye? La temperatura es una medida de la energía cinética promedio de las partículas de una sustancia. Si aumenta la temperatura, las moléculas tendrán mayor energía cinética, es decir mayor velocidad. Entonces, las moléculas chocarán contra las paredes del recipiente a mayores velocidades ejerciendo una presión mayor.
Tomado de
http://mitosytimos.blogspot.com/2012/04/la-vela-que-hace-subir-el-agua.html
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