Cavendish
entró a formar parte de la Royal Society en 1760.
La
Royal Society es la sociedad científica más antigua del Reino
Unido y una de las más antiguas de Europa. Se fundó en 1660 pero
años antes ya existía un grupo de científicos que se reunía de
vez en cuando.
El
objetivo principal de esta academia científica es
promocionar y difundir la investigación científica.
Varios
científicos famosos estuvieron involucrados en su fundación o han
participado en su historia:
Charles
Darwin, Robert Boyle, John Evelyn, Robert Hooke, William Petty,
Gottfried Leibniz, Benjamin Franklin, John Wallis, John Wilkins,
Thomas Willis.
Cavendish
midió la composición química del aire. En el siguiente diagrama de
sectores se incluyen los gases más importantes por su abundancia:
El
flogisto es una sustancia hipotética que representa la
inflamabilidad, es una teoría científica que dice que todo
sustancia susceptible de sufrir combustión contiene flogisto, y el
proceso de combustión consiste
básicamente en la pérdida de dicha sustancia.
Esta
teoría fue revocada por sencillos experimentos de los cuales
destacaron los de Cavendish y Priestley. Fue postulada a finales del
siglo XVII por los químicos alemanes Johann Becher y Georg Stahl
para explicar la combustión.
El
hidrógeno es el primer elemento de la tabla periódica. En
condiciones normales es un gas incoloro, inodoro e insípido,
compuesto de moléculas diatómicas (H2). El átomo de
hidrógeno, símbolo H, consta de un núcleo de unidad de carga
positiva y un solo electrón. Tiene número atómico 1 y peso atómico
de 1.00797. Es uno de los constituyentes principales del agua y de
toda la materia orgánica, y está distribuido de manera amplia no
sólo en la Tierra sino en todo el universo.
H2O: El
agua está formada por dos átomos de hidrógeno (H) y un átomo de
oxígeno (O) unidos mediante sendos enlaces covalentes, de manera que
la molécula tiene una forma triangular plana.
Calor específico
El
calor es energía que se transfiere, que pasa de un cuerpo a otro
como consecuencia de una diferencia de temperatura. O dicho de otro
modo: el calor es energía en tránsito.
El
calor específico se define como la cantidad de energía que
intercambia un kilogramo de una determinada sustancia cuando se
modifica en un kelvin su temperatura. Su unidad en el SI es J/kg K.
(la variación de temperatura depende de la masa del cuerpo).
Cuanto
mayor es el calor específico de una sustancia más energía
necesita para producirle un determinado incremento de temperatura y
más energía desprende cuando se enfría en esa misma proporción.
Por último, cuanto mayor sea la energía transferida más
rápidamente varía la temperatura.
De
aquí se deduce que la cantidad de energía transferida por medio de
calor se puede calcular mediante:
Q=
m c (T2 – T1)
Donde
Q es la energía transferida en julios, m es la masa expresada en
kg, c es el calor específico expresado en J/kg K, T2 es
la temperatura más alta y T1, la más baja.
De
acuerdo con el principio de conservación de la energía, la energía
transferida por medio de calor de un cuerpo caliente a otro frío
debe conservarse; es decir, la energía que cede el cuerpo que está
a mayor temperatura debe ser igual a la que gana el cuerpo frío.
Qcedido=
Qabsorbido
Cuando
se mezclan dos sustancias a distinta temperatura, una caliente de
masa m1, calor específico c1 y temperatura
T1, y otra fría de masa m2, calor específico
c2, y temperatura T2, al poco tiempo la mezcla
alcanza la misma temperatura final Tf. De la ecuación
anterior se deduce:
m1
c1
(T1-Tf)
= m2
c2
(Tf-T2)
Ley
de Coulomb
En esta experiencia se pudo además constatar que cargas del mismo signo se repelen y cargas de signos contrarios se atraen.
Siendo:
K la constante =9x109 N.m2/C2
q y q’ cargas eléctricas, medidas en C
(Coulomb*)
d la distancia medida en metros
*Un
Coulomb es el valor de una carga tal que repele a otra igual colocada
a un metro de distancia con una fuerza de 9.109
N.
La
ley de Coulomb permite establecer el valor de la fuerza de
interacción entre cargas eléctricas.
La
Ley de Gravitación Universal permite establecer el valor de la
atracción que tiene lugar entre dos cuerpos con masa
Por
tanto:
-
ambas fuerzas son directamente proporcionales al producto de las
materias que obran recíprocamente (masa y carga).
-
ambas fuerzas son inversamente proporcionales al cuadrado de la
distancia que los separa.
La
ley de Gravitación Universal puede ser solamente de
atracción. (La fuerza entre masas es siempre atractiva).
La
ley de Coulomb puede ser de atracción o repulsión.
Además,
la magnitud de la fuerza eléctrica de Coulomb depende del medio que
separa las cargas, mientra que la fuerza gravitacional es
independiente del medio.
Condensador eléctrico
Un
condensador eléctrico es un dispositivo pasivo, utilizado en
electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando
un campo eléctrico.
Está
formado por un par de superficies conductoras,
generalmente en forma de láminas, en situación de influencia total
(todas las lineas de campo eléctrico que parten de una van a parar a
la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío. Las
placas, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una
de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga
total. (es decir, que
se compone de un terminal positivo y negativo muy unidos, separados
únicamente por un aislante. )
Aunque desde el punto de vista físico un condensador no almacena
carga ni corriente eléctrica, sino simplemente energía mecánica
latente; al ser introducido en un circuito se comporta en la práctica
como un elemento "capaz" de almacenar la energía eléctrica
que recibe durante el periodo de carga, la misma energía que cede
después durante el periodo de descarga.
Experiencia: campanas de Franklin
Termómetros
El
termómetro es un instrumento de medición de temperatura.
Inicialmente
se fabricaron aprovechando el fenómeno de la dilatación, por lo que
se prefería el uso de materiales con elevado coeficiente de
dilatación, de modo que, al aumentar la temperatura, su
estiramiento era fácilmente visible. El metal base que se utilizaba
en este tipo de termómetros ha sido el mercurio, encerrado en un
tubo de vidrio que incorporaba una escala graduada. El mercurio se
dilata a temperaturas de a partir de 35 ºC, por lo que es el mas apto
para medir temperaturas corporales.
El
termómetro de mercurio fue inventado por Gabriel Fahrenheit en el
año 1714.
Aunque
a parte del termómetro de mercurio hay otros: de presión o tensión,
eléctricos, pirómetros...
Escalas
de temperatura
La
escala térmica más usada es la centígrada
(°C).
En esta escala, el cero (0°C) y los cien (100°C) grados
corresponden respectivamente a los puntos de congelación y de
ebullición del agua, ambos a la presión de 1 atmósfera.
Otras
escalas termométricas son:
Fahrenheit
(°F). El grado Fahrenheit es la unidad de temperatura en el sistema
anglosajón de unidades, utilizado principalmente en EEUU.
Su relación con la escala Celsius es: °F = °C × 9/5 + 32 ; °C = (°F − 32) × 5/9
Su relación con la escala Celsius es: °F = °C × 9/5 + 32 ; °C = (°F − 32) × 5/9
Réaumur
(ºR), actualmente en desuso. Su relación con la escala Celsius es:
°R
= °C × 4/5 ; °C = °R × 5/4
Kelvin
(TK) o temperatura
absoluta,
es la escala de temperatura del SI. Aunque la magnitud de una unidad
Kelvin (K) coincide con un grado Celsius (°C), el cero absoluto se
encuentra a -273,15 °C ( inalcanzable según el tercer principio de
la termodinámica).
Su relación con la escala Celsius es: TK = °C + 273,15
Su relación con la escala Celsius es: TK = °C + 273,15
Equilibrio
de los cuerpos
El
centro de gravedad de un cuerpo es el punto respecto al cual las
fuerzas que la gravedad ejerce sobre los diferentes puntos materiales
que constituyen el cuerpo producen un momento resultante nulo.
El
c.g. de un cuerpo no corresponde necesariamente a un punto material
del cuerpo. Así, el c.g. de una esfera hueca está situado en el
centro de la esfera que, obviamente, no pertenece al cuerpo.
El
equilibrio forma parte de nuestra vida cotidiana, y está fuertemente
relacionado con la fuerza de rozamiento. Sin ella, sería casi
imposible lograrlo.
A
continuación te mostramos un experimento casero muy sencillo para
comprobar el equilibrio de una moneda sobre la arista de un papel:
Experimento
de Cavendish: Balanza de Torsión
El
experimento de Cavendish constituyó la primera medida de la
constante de gravitación universal (G) y, por lo tanto, la primera
determinación de la masa de los planetas y del Sol. Historia: En un
principio, John Michell construyó una balanza de torsión para
estimar el valor de la constante de gravitación universal. Sin
embargo murió sin poder completar su experimento y el instrumento
que había construido llegó a manos de Henry Cavendish.
Éste
se interesó por la idea de Michell y reconstruyó el aparato,
realizando varios experimentos muy cuidadosos con el fin de
determinar la densidad media de la Tierra («pesar el mundo»). Sus
informes aparecieron publicados en 1798 en la publicación
Philosophical
Transactions
de la Royal Society.
El
instrumento consistía en una balanza de torsión con una vara
horizontal en cuyos extremos se encontraban dos esferas de plomo de
idéntica masa. Esta vara colgaba suspendida de un largo hilo. Cerca
de las esferas, Henry Cavendish dispuso dos esferas de plomo de unos
175 kg cada una, cuya acción gravitatoria debía atraer las masas de
la balanza produciendo un pequeño giro sobre ésta. Para impedir
perturbaciones causadas por corrientes de aire, Cavendish emplazó su
balanza en una habitación a prueba de viento y midió la pequeña
torsión de la balanza utilizando un microscopio.
Para
realizar el experimento tuvo que tener mucho cuidado, de hecho, no
pudo medir desde la misma sala porque las masas se atraen, y si él
hubiera entrado en la sala, sería una masa más e interferiría en
el experimento.
Consiguió
con el experimento hallar el valor de la gravitación universal G:
6,74·10-11
,
sin a penas margen de error, pues su valor real es 6,67·10-11.
¿Qué es el magnetismo?
El
magnetismo
es
un fenómeno físico por el que los objetos ejercen fuerzas de
atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos
materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas
detectables fácilmente como el hierro, cobalto, níquel y sus
aleaciones que comúnmente se llaman imanes. Sin embargo todos los
materiales son influidos, de mayor o menor forma, por la presencia de
un campo magnético.
Si
realizásemos la experiencia deberíamos evitar materiales magnéticos
como los ya citados y objetos que los contengan, ya que podrían
verse influidos por campos magnéticos y perjudicar al experimento.
