Así como en Argumento de ignorancia se dijo que las ilusiones ópticas deberían llamarse Fallas cerebrales, porque eso es lo que son, aquí quiero mostrarte un fenómeno extraño, un giro misterioso, que hizo pensar en el siglo XIX que nuestro cuerpo posee ciertas propiedades sobrenaturales. Algunos creían que el cuerpo humano emitía una fuerza misteriosa, sin embargo, nada de esto es cierto, todo tiene una explicación científica, o dicho de otro modo puede explicarse desde la física. Mira primero el vídeo para saber de que trata esto.
Veamos primero algunas definiciones que nos facilitarán comprender porque gira el papel.
Una primera definición a tener en cuanta es la del aire. El aire no es más que una mezcla de una serie de gases. El aire atmosférico se compone de nitrógeno, oxígeno, que es el elemento que permite la vida de animales y humanos, dióxido de carbono, vapor de agua y pequeñas cantidades de otros elementos (argón, neón, etc.). A mayor altura en la atmósfera el aire también contiene ozono, helio e hidrógeno.
Normalmente, cuando no hay viento, no sentimos el aire que nos rodea, pero tan pronto como el aire empieza a soplar, sentimos las moléculas de aire en nuestra cara. El viento es básicamente aire en movimiento. El aire se mueve como consecuencia de los varios tipos de presión del aire en la Tierra. El viento existe porque la radiación solar calienta la Tierra. El calor y el aire caliente ascenderán, haciendo que el aire de la atmósfera comience a moverse. Este movimiento se conoce como viento.
La composición del aire varía enormemente con la altura. Por encima de los 90 kilómetros sobre la superficie de la Tierra las moléculas de oxígeno se rompen y sólo quedan átomos de oxígeno. Por encima de los 100 kilómetros de la superficie terrestre, las moléculas de nitrógeno también se rompen. A esas alturas el aire es completamente diferente al que conocemos en la superficie de la Tierra.
Otra definición que quiero apuntar es cómo se transmite el calor. El calor se transmite de un lugar a otro de tres manera diferentes:
- Por conducción entre cuerpos sólidos en contacto.
- Por convección en fluidos (líquidos o gases).
- Por radiación a través del medio en que la radiación puede propagarse.
Por poner un ejemplo, una olla sobre una hornalla encendida. Las llamas calientan el metal porque los gases de combustión están en contacto con el fondo y le transmiten el calor por conducción.
El metal transmite el calor al agua del fondo del recipiente por conducción. El agua caliente del fondo asciende, originando corrientes convectivas (propagación por convección) y se mezcla con el agua fría. Las paredes de la olla caliente emiten radiación en el infrarrojo a los alrededores.
Para ampliar un poco diré que la convección tiene lugar cuando áreas de fluido caliente (de menor densidad) ascienden hacia las regiones de fluido frío. Cuando ocurre esto, el fluido frío (de mayor densidad) desciende y ocupa el lugar del fluido caliente que ascendió. Este ciclo da lugar a una continua circulación (corrientes convectivas) del calor hacia las regiones frías.
Ahora sí, estamos listos para entender que ocurre en el vídeo. Al aproximar con cuidado la mano a la hoja de papel, sin tocarla, la mano colocada verticalmente, con los dedos doblados hacia el papel, en unos segundos induce al papel a empezar a dar vueltas. El papel gira siempre en la misma dirección, desde la palma de la mano hacia los dedos. Si alejamos la mano el papel se para.
Esto sucede porque nuestra mano calienta el aire que al elevarse presiona sobre el papel y hace que gire. Son las corrientes de convección, el equilibrio inestable y la forma del papel los responsables del misterioso fenómeno.
Los extremos de los dedos están siempre más fríos que la palma de la mano. Esto hace que la corriente de aire ascendente en la palma de la mano sea más intensa y empuje el papel con más fuerza que cerca de la punta de los dedos. Por esto el giro se produce siempre desde la palma de la mano hacia los dedos.
Se me ocurre una interesante manera de sorprender a los pequeñines de la casa haciendo este ensayo de física. Seguramente nos transformaremos en magos, pues ellos lo vivirán como un truco con papel ... Quizás algunos adultos también consideren que somos magos. Cosas como estas vuelven apasionante el conocer y experimentar en las ciencias.
Como siempre dejo los sitios donde acudí para armar esta entrada. Si quieres ampliar sobre el aire visita este sitio y si te interesa saber más sobre el calor y la temperatura este otro. El experimento lo extraje de aquí.
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