Construcción de un Termómetro

Fase 1: Construcción de un termoscopio

La construcción del artefacto estará dirigida por el/la docente. Su funcionamiento deberá ser deducido por el alumnado.

Materiales necesarios

Un termoscopio de Galileo es muy fácil de construir y permite observar cómo la temperatura influye en el volumen de los gases, incluido el aire.

Los materiales necesarios son:

Una botella de plástico con su tapón.
Una pajita de refresco.
Herramienta para perforar el tapón de la botella.
Plastilina para sellar el contacto entre la pajita y el tapón.
Agua con colorante alimentario.

Salvo la botella, cuya reutilización puede relacionarse con los ODS, el resto de los materiales puede ser aportado por el centro con coste mínimo.

El ensamblaje es muy sencillo y se puede deducir a partir de la foto.

Consejos

La cantidad de líquido ha de ser mínima: la justa para que la pajita esté sumergida incluso cuando este se llene al máximo.
Resulta difícil encontrar pajitas transparentes debido a la normativa sobre su reciclado. Otro tipo de tubitos similares que sí lo sean serán más apropiados en ese caso.
Las botellas más rígidas suelen ser más fiables, ya que se someten menos a la deformación al ser agarradas.

Funcionamiento del termoscopio

La radiación infrarroja emitida por la mano calienta el aire del interior de la botella. Al expandirse, aumenta la presión y empuja el líquido hacia arriba por la pajita.

Es muy importante que la mano no apriete la botella: solo debe posarse alrededor de ella.

En esta demostración utilicé permanganato potásico para mayor visibilidad. Pero es una sustancia peligrosa que no debe quedar al alcance del alumnado de esta edad.

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Evaluación

La evaluación tendrá en cuenta dos aspectos:

De forma individual, la calidad de construcción del termoscopio y su correcto funcionamiento.
De forma individual, por equipos o grupal, la precisión y claridad de la explicación de su funcionamiento.

Fase 2: Construcción de un termómetro

En esta fase, la actividad no estará dirigida: el alumnado deberá deducir por sí mismo la necesidad de incorporar una escala al termoscopio que han construido y la manera de graduarla. Puede ser recomendable que en esta fase los alumnos trabajen por equipos.

La pregunta del millón

¿Cuál es la diferencia entre un termoscopio y un termómetro?

Se debe contestar considerando la etimología de ambas palabras.

Materiales necesarios

Para esta parte de la actividad se necesitan materiales adicionales:

Uno o varios termómetros infrarrojos, de los de pistola.
Dos cubetas de agua a distinta temperatura, cuanto más grandes mejor, e idealmente con termostato.

En caso de no tener termostato, sendos termómetros de vidrio sumergidos darán una lectura constante de la temperatura del agua, evitando así tener que tomar medidas constantes.

Procedimiento

El alumnado, de forma individual o por equipos, deberá introducir los termoscopios en cada cubeta, manteniéndolos a una profundidad similar.

En cada caso, deberá esperar a que el nivel del líquido en la pajita se estabilice.

A continuación, marcará su posición con la máxima precisión posible y anotará la temperatura indicada por el termómetro de la cubeta.

El procedimiento se repetirá en ambas cubetas para obtener dos puntos de referencia.

Esta fase implica desplazamientos, tiempos de espera y manipulación compartida del material, por lo que es previsible cierto alboroto. Conviene organizar previamente los turnos y el acceso a las cubetas.

Evaluación

La evaluación de esta fase se centrará principalmente en la calidad de la calibración de cada termoscopio, sin perjuicio de otros aspectos que el docente considere relevantes.

La deducción de la necesidad de incorporar una escala graduada puede surgir de un estudiante concreto o de la interacción entre varios. Esto hará difícil cuantificarla o atribuirla de forma individual.