Lograr una presión tan baja como para evaporar el agua es la mayor dificultad que debemos afrontar. Partimos pensando en una jeringa común y corriente rellena con agua a la cual le podíamos disminuir su presión tirando del émbolo hasta lograr que parte del agua se evapore. Esta idea no nos dejó tranquilos porque es muy fácil que se cuele aire por el émbolo al haber una diferencia tan grande de presión. A partir de esto pensamos en varias ideas, de las cuales explicaremos las dos que mejor nos parecieron. Las dos ideas que vienen a continuación se basan en el modelo de una jeringa a la que se disminuye la presión para lograr la evaporación.
Alternativa 1:
El gran problema que tenemos es lograr la presión que buscamos. Usando una jeringa normal, nos ocurrió que entraba aire, y, como bien sabemos, el aire puede expandirse demasiado sin variar mucho la presión, por lo que no queremos ningún tipo de gases dentro del dispositivo. Para esto, una de las ideas que se nos ocurrió es hacer un tipo de jeringa pero que sobre el émbolo, tuviera algún líquido ojalá más denso que el agua, algo así como aceite. La idea es tratar de que no entre nada externo a nuestro dispositivo, pero si llegara a entrar algo, que entre algo incompresible. Apenas se logre la presión buscada se evaporará un poco de agua, lo que hará que la presión se reduzca la presión dado que el vapor de agua es un gas compresible. Esto será suficiente para demostrar que con cambios de presión podemos provocar una evaporación sin alterar la temperatura. Como sabemos que es bastante difícil lograr presiones muy bajas, hemos contemplado aplicar un sistema de vasos comunicantes, en donde el émbolo esté en el vaso con mayor superficie y que haya un vaso con menor superficie en el que esperamos que ocurra la evaporación.
A continuación se muestra gráficamente el desarrollo de nuestra idea.
Figura 1. Dibujo de la alternativa 1
Donde el tubo celeste es agua (si no es factible usar agua lo haremos con alcohol), las partes negras son aislantes de goma, la sección amarilla es aceite y tiene un par de topes para que no se salga algún líquido.
Alternativa 2:
Con el afán de buscar un dispositivo totalmente cerrado por el cual no haya posibilidad de entrada del aire se nos ocurrió poner una especie de acordeón en la boca de un tubo transparente lleno de agua. Entonces, para aumentar el volumen dentro del tubo, en vez de tirar de un émbolo, se estira este acordeón. Con esto podemos lograr presiones muy bajas. Sin embargo, esta alternativa tiene una dificultad: encontrar los materiales para el acordeón que puedan mantener su forma y no se succionen por la poca presión al interior. Además, como en la alternativa 1, debemos encontrar un material transparente y resistente a la vez para que no colapse.
Figura 2. Dibujo de la alternativa 2
Variante para la idea inicial y sus alternativas
Aunque la idea es mostrar la evaporación del agua porque es este fluido con el que nos topamos en la vida diaria, si las alternativas anteriores no fueran factibles, entonces podríamos hacer lo mismo pero con alcohol, que tiene la ventaja de ser más volátil. Por lo tanto necesitaríamos menos presión para mostrar el fenómeno y nos ahorraríamos problemas de colapso de materiales.
Alternativa 1:
El gran problema que tenemos es lograr la presión que buscamos. Usando una jeringa normal, nos ocurrió que entraba aire, y, como bien sabemos, el aire puede expandirse demasiado sin variar mucho la presión, por lo que no queremos ningún tipo de gases dentro del dispositivo. Para esto, una de las ideas que se nos ocurrió es hacer un tipo de jeringa pero que sobre el émbolo, tuviera algún líquido ojalá más denso que el agua, algo así como aceite. La idea es tratar de que no entre nada externo a nuestro dispositivo, pero si llegara a entrar algo, que entre algo incompresible. Apenas se logre la presión buscada se evaporará un poco de agua, lo que hará que la presión se reduzca la presión dado que el vapor de agua es un gas compresible. Esto será suficiente para demostrar que con cambios de presión podemos provocar una evaporación sin alterar la temperatura. Como sabemos que es bastante difícil lograr presiones muy bajas, hemos contemplado aplicar un sistema de vasos comunicantes, en donde el émbolo esté en el vaso con mayor superficie y que haya un vaso con menor superficie en el que esperamos que ocurra la evaporación.
A continuación se muestra gráficamente el desarrollo de nuestra idea.
Figura 1. Dibujo de la alternativa 1
Donde el tubo celeste es agua (si no es factible usar agua lo haremos con alcohol), las partes negras son aislantes de goma, la sección amarilla es aceite y tiene un par de topes para que no se salga algún líquido.
Alternativa 2:
Con el afán de buscar un dispositivo totalmente cerrado por el cual no haya posibilidad de entrada del aire se nos ocurrió poner una especie de acordeón en la boca de un tubo transparente lleno de agua. Entonces, para aumentar el volumen dentro del tubo, en vez de tirar de un émbolo, se estira este acordeón. Con esto podemos lograr presiones muy bajas. Sin embargo, esta alternativa tiene una dificultad: encontrar los materiales para el acordeón que puedan mantener su forma y no se succionen por la poca presión al interior. Además, como en la alternativa 1, debemos encontrar un material transparente y resistente a la vez para que no colapse.
Figura 2. Dibujo de la alternativa 2
Variante para la idea inicial y sus alternativas
Aunque la idea es mostrar la evaporación del agua porque es este fluido con el que nos topamos en la vida diaria, si las alternativas anteriores no fueran factibles, entonces podríamos hacer lo mismo pero con alcohol, que tiene la ventaja de ser más volátil. Por lo tanto necesitaríamos menos presión para mostrar el fenómeno y nos ahorraríamos problemas de colapso de materiales.
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