Si solo estás tratando de aprender algo útil, aquí está mi idea de proyecto:
- Aprende la ley del gas ideal. Aprendí esa ley en la escuela secundaria. Es una de las leyes conceptuales más útiles que he aprendido. Realice numerosos experimentos relacionados con él hasta que sepa intuitivamente qué sucede cuando cambia una de las entradas. Aquí hay un gran video de 11 minutos:
- Luego, consigue un poco de alcohol ( alcohol isopropílico) para experimentar. Se hierve a 180 grados. Familiarízate con ese proceso. es decir. poner un cc o menos en un globo y atarlo cerrado. Coloque una cantidad igual en un tazón pequeño de vidrio (tal vez 5 centímetros de diámetro). Coloque el bol y el globo en el horno en una tabla de madera a 200 grados. Míralo hervir por la ventana. Tire de la tabla de cortar y póngala en su mostrador y observe cómo se condensa el globo. Obviamente hay que agregarle energía al líquido para que hierva. Luego estás usando el aire de la cocina para eliminar la energía del globo y volver a licuar el gas.
- Míralo justo por debajo del punto de ebullición, deberías ver que el globo comienza a hincharse por adelantado. En la parte de abajo, verá que la presión de vapor aumenta según la temperatura del líquido, y que al aumentar la presión de vapor, el globo explotará ligeramente. La presión atmosférica es de 760 mm Hg:
- La tabla anterior es muy importante conceptualmente. Encuentre 760 mm Hg a la izquierda y luego observe a qué temperatura se relaciona. Ese es el punto de ebullición con aire a presión normal. Tenga en cuenta que si puede obtener 1000 mm Hg de presión, el punto de ebullición es mucho más caliente.
- Ahora repita lo anterior con la cantidad correcta de alcohol para hacer que 2 globos similares se llenen a un tamaño que pueda exprimir fácilmente con 2 manos. Usar guantes de cuero (los baratos de Home Depot deberían estar bien), apriete uno de los globos tan fuerte como pueda. ¿Eres capaz de volver a licuar más rápido que el otro? Deberias ser capaz de. Cuando haces eso, se dice que estás extrayendo calor del globo hacia la atmósfera. Eso es lo que hace un compresor de aire acondicionado.
- Ahora viene el verdadero proyecto: ¡diseñe y construya un pequeño “acondicionador de aire” con alcohol en lugar de freón! Un acondicionador de aire es realmente una forma de bomba de calor, bombea calor desde la unidad interior a la unidad exterior. Su bomba de calor puede bombear calor entre dos piscinas de agua. Dado que el punto de ebullición del alcohol es 180, los baños de agua “adentro” y “afuera” deberán estar cerca de la temperatura. Puede hacerlo fácilmente calentando una olla grande de agua y vertiendo el agua caliente en 2 recipientes idénticos más pequeños. Solo caliéntelo a la temperatura deseada con su estufa, luego sáquelo del fuego, agítelo bien y luego viértalo en sus 2 recipientes idénticos. Vea si puede usar su bomba de calor para que uno de los recipientes se enfríe más rápido que el otro.
Mi conjetura es que puedes construir una unidad de bomba de calor pequeña por menos de $ 50. También me gustaría tener un termómetro infrarrojo. Puede obtener uno económico de Amazon por $ 20 o menos.
fyi: Nunca he hecho este proyecto, pero no veo ninguna razón por la que no pueda ser un proyecto de verano.
