Este documento describe un experimento para demostrar el concepto de presión a través de la introducción de un huevo cocido dentro de una botella de vidrio. Al calentar el aire dentro de la botella con un cerillo, la presión interna aumenta y empuja el huevo flexible a través del cuello más pequeño cuando se enfría y la presión disminuye. Esto ilustra cómo las diferencias de presión pueden causar el movimiento de objetos.

1. DIBUJOS

2. INTRODUCCIÓN
La descripción de la presión como fenómeno natural es muy importante para el
entendimiento de muchos otros fenómenos físicos presentes en nuestro mundo.
Entendemos la presión como una magnitud física escalar que mide la fuerza en
dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se
aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie.
Con un breve experimento observaremos que la definición de presión, expuesta
anteriormente, es totalmente valida. El experimento consta, básicamente, de una
diferencia de presión, tanto interna como externa dentro de un recipiente; esta
diferencia provoca que un huevo, previamente cocido, ingrese dentro del
recipiente de vidrio, a pesar de que el depósito tenga una boca más pequeña que
el diámetro externo del huevo.

3. OBJETIVOS
Con la realización de esta experiencia comprobaremos la acción de la
presión en un objeto cotidiano, además de mostrar lo común que es este
fenómeno físico en nuestra vida cotidiana.
De una manera práctica, responder la siguiente pregunta: ¿a que se debe
el uso de calor dentro del recipiente?
¿Por qué tiene que ser un huevo cocido?
¿Qué métodos existen para que se produzca este fenómeno?
¿Existe una temperatura apropiada para que el huevo pase atreves del
cuello del frasco?
¿Qué pasa si el cuello del frasco es muy pequeño?

4. MARCO TEORICO
Los tres estados clásicos en los que puede encontrarse la materia son: el sólido,
en el que tiene una forma y un volumen constante; el líquido, en el que no tiene
una forma fija pero si un volumen constante; y el gaseoso, en el que no tiene ni
forma ni volumen constante.
Otra de las características de los gases es la gran variación del volumen que
experimentan al cambiar las condiciones de temperatura y presión. Cuanto mayor
es la temperatura a la que se encuentran, mayor es el volumen (expansión) que
ocupan, si se mantiene la presión. Este hecho se puede observar en múltiples
ocasiones, como en el clima terrestre con los flujos de aire caliente de la
atmósfera. Si por el contrario, se mantiene el volumen fijo, aumentará de una
forma proporcional su presión, como es en el caso de la combustión en los
motores de los vehículos.
Como mencionamos anteriormente, la presión esta definida como la magnitud que
relaciona la fuerza con la superficie sobre la que actúa, es decir, equivale a la fuerza que
actúa sobre la unidad de superficie.
Cuando sobre una superficie plana de área A se aplica una fuerza normal F de manera
uniforme, la presión P viene dada de la siguiente forma:
En un caso general donde la fuerza puede tener cualquier dirección y no estar distribuida
uniformemente en cada punto la presión se define como:
Donde es un vector unitario y normal a la superficie en el punto donde se pretende
medir la presión.

5. Las propiedades del estado gaseoso
Las partículas tienen suficiente energía para vencer las fuerzas de interacción
moleculares, de manera que:
Son compresibles
No se pueden modelar con arreglos moleculares repetidos
Cada partícula queda completamente separada de las otras
Las densidades de estos materiales son pequeñas
Llenan completamente el recipiente que los contiene.
Las propiedades de los gases se han estudiado muy extensamente. De ahí se han
obtenido las relaciones entre, la presión, la temperatura, el volumen y la cantidad
de materia. A estas relaciones les llamamos Leyes de los gases.
Características de los gases
Aunque diferentes gases difieren mucho en sus propiedades químicas, comparten
muchas propiedades físicas.
El aire que respiramos es una mezcla de gases, principalmente:
78% N2 (inerte)
21% O2 (reactivo)

6. Otros gases comunes:
Fórmula Nombre Características
H2 Hidrógeno Inflamable, más ligero que el aire.
He Helio Incoloro, inerte, más ligero que el aire.
HCN Cianuro de Hidrógeno Tóxico, se ha usado para acortar las vidas de las
personas
HCl Cloruro de Hidrógeno Tóxico, corrosivo.
H2 S Sulfuro de Hidrógeno Tóxico, huele a huevos podridos.
CO Monóxido de carbono Tóxico, este gas causa las muertes de familias enteras
durante el invierno.
CO2 Dióxido de carbono Incoloro, inodoro, no es tóxico, pero no es respirable.
CH4 Metano Incoloro, inodoro, inflamable, subproducto de la
digestión.
N2O Óxido nitroso Incoloro, olor dulce, te hace sentir chistoso.
NO2 Dióxido de nitrógeno Tóxico, olor irritante, color marrón.
NH3 Amoniaco Incoloro, olor penetrante.
SO2 Dióxido de Azufre Incoloro, olor irritante.
Todos estos son gases y tienen en común que:
Son compuestos de elementos no metálicos
Tienen fórmulas sencillas y por ello masas moleculares pequeñas
En el aire las moléculas ocupan aproximadamente 0.1% del volumen total (el resto
es espacio vacío). Cada molécula se comporta como si estuviese aislada (el
resultado de esto es que cada gas tiene propiedades similares a los demás). Las
sustancias que son líquidas o sólidas, en condiciones normales o estándar,
pueden convertirse a otras temperaturas en gases y se les conoce como vapores.

7. Las propiedades más fáciles de medir de un gas son:
Temperatura
Volumen
Presión
Presión p
Es una propiedad que exhiben todos los gases confinados en un recipiente.
Presión (p) es la fuerza (F) que actúa en un área (A) determinada
Sus unidades son:
1atm = 760 mm (Hg)
= 29.92 in (Hg)
= 760 Torr
= 14 lb/in2
= 101325 Pa

8. Las leyes de los gases
Son las leyes que muestran las relaciones entre las propiedades de los gases.
Ley de Boyle
Ley de Charles
Ley de Avogadro
La ley del gas ideal que las combina a todas
La Ley de Boyle-Mariotte
Formulada por Robert Boyle y EdmeMariotte, es una de las leyes de los gases
ideales que relaciona el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas
mantenida a temperatura constante. La ley dice que el volumen es inversamente
proporcional a la presión:
Donde es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.
Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye, mientras que si la presión
disminuye el volumen aumenta. No es necesario conocer el valor exacto de la
constante para poder hacer uso de la ley: si consideramos las dos situaciones de
la figura, manteniendo constante la cantidad de gas y la temperatura, deberá
cumplirse la relación:

9. Donde:
P1 es presión inicial.
P2 es presión final.
V1 es volumen inicial.
V2 es volumen final.
La Ley de Charles y Gay-Lussac
Es una de las leyes de los gases ideales. Relaciona el volumen y la temperatura
de una cierta cantidad de gas ideal, mantenido a una presión constante, mediante
una constante de proporcionalidad directa. En esta ley, Charles dice que para una
cierta cantidad de gas a una presión constante, al aumentar la temperatura, el
volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura el volumen del gas
disminuye. Esto se debe a que la temperatura está directamente relacionada con
la energía cinética (debido al movimiento) de las moléculas del gas. Así que, para
cierta cantidad de gas a una presión dada, a mayor velocidad de las moléculas
(temperatura), mayor volumen del gas.
La ley fue publicada primero por Gay Lussac en 1875, pero hacía referencia al
trabajo no publicado de Jacques Charles, de alrededor de 1787, lo que condujo a
que la ley sea usualmente atribuida a Charles. La relación había sido anticipada
anteriormente en los trabajos de Guillaume Amontons en 1702.
Donde:
V es el volumen.
T es la temperatura absoluta (es decir, medida en Kelvin).

10. k es la constante de proporcionalidad.
Ley de Avogadro
La Ley de Avogadro (a veces llamada Hipótesis de Avogadro o Principio de
Avogadro) es una de las leyes de los gases ideales. Toma el nombre de Amedeo
Avogadro, quien en 1811 afirmó que:
"Volúmenes iguales de distintas sustancias gaseosas, medidos en las mismas
condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de partículas"
Por partículas debemos entender aquí moléculas, ya sean éstas poliatómicas
(formadas por varios átomos, como O2, CO2 o NH3) o monoatómicas (formadas
por un solo átomo, como He, Ne o Ar).
Ley del gas ideal
La ley de los gases ideales es la ecuación de estado del gas ideal, un gas
hipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y
cuyos choques son perfectamente elásticos (conservación de momento y energía
cinética). La energía cinética es directamente proporcional a la temperatura en un
gas ideal. Los gases reales que más se aproximan al comportamiento del gas
ideal son los gases monoatómicos en condiciones de baja presión y alta
temperatura.
Empíricamente, se observan una serie de relaciones proporcionales entre la
temperatura, la presión y el volumen que dan lugar a la ley de los gases ideales,
deducida por primera vez por ÉmileClapeyron en 1834.

12. MATERIALES
En este experimento, comprobaremos, de una forma sencilla, la termodinámica del
aire (gas) contenido en la botella.
Material necesario:
• Una botella de cristal cuya boca sea algo menor que el tamaño de un huevo.
• Un huevo cocido y pelado. También se puede utilizar un globo relleno de
agua con un tamaño algo mayor que la boca de la botella de cristal.
• Una cerilla.

13. PROCEDIMIENTO
Tomamos el frasco, previamente lavado y seco, y le introducimos el cerillo
encendido y le colocamos el huevo en la boca de la botella. Vemos al principio que
el huevo no cabe en el frasco, pero al pasar los segundos veremos como el huevo
se introduce dentro de la botella.

14. PREGUNTAS DURANTE LA EXPERIENCIA
¿Por qué tiene que ser un huevo cocido?
¿Qué métodos existen para que se produzca este fenómeno?
¿Existe una temperatura apropiada para que el huevo pase atreves del
cuello del frasco?
¿Qué pasa si el cuello del frasco es muy pequeño?

15. DESCRIPCION DEL FENOMENO
Al calentarse el aire que está contenido en la botella, las moléculas que
constituyen el aire (nitrógeno 78%, oxígeno 21%, etc.) se mueven de una forma
más frenética (teoría cinética de los gases) por lo que si confinan en un recinto
cerrado, ejercerán mayor presión sobre las paredes del recinto. En el caso del aire
que estaba dentro de la botella, al no estar confinado, se escapa al exterior, para
mantener así la presión constante en el interior. Cuando la boca de la botella se
tapa con el huevo, que posee una gran flexibilidad por estar cocido, la pequeña
llama se apaga (combustión del oxígeno del interior) con lo que la temperatura
comienza a descender, disminuyendo la presión del aire al estar contenido en un
volumen constante.
Como consecuencia de la menor presión del aire del interior de la botella, el aire
del exterior ejerce una presión sobre el huevo haciendo que éste se introduzca por
su flexibilidad, ya que el huevo, por ser maleable,no opondrá resistencia al cambio
de presión. Una vez que el huevo está dentro de la botella y la boca de la botella
está libre, las presiones se igualan.

16. CONCLUCIONES
Principalmente de esta experiencia podemos resaltar lo fácil que es demostrar,
vivencialmente, un fenómeno físico que, a primera vista, es complicado de
presenciar y de palpar. Este tipo de experiencias haces más fácil el aprendizaje
por parte de los estudiantes. Hacen más sencillo aprender los pilares
fundamentales de la física.
Otro punto a resaltar (ya entrando al experimento es si); es la acción rápida de la
presión, revelándose en forma de aire frio (ambiente) y aire caliente (en creado por
el cerillo encendido); en la introducción rápida del huevo dentro de la botella, que
hace este movimiento, casi violento.
Además de lo anterior, la importancia de la presión es que cuando la presión
atmosférica está en baja, pronostica tormenta y lluvias, mientras que si sube
pronostica cielos despejados. Esto es debido a que los vientos soplan de los
centros de alta presión hacia, por supuesto, los de baja presión, llevando consigo
las nubes.Cuanto más severa la variación mas estable o inestable será el clima en
esa zona. Por ejemplo, en el centro de los huracanes, la presión atmosférica es
muy baja.Las variaciones más severas pueden llegar a mas o menos un dos por
ciento de la media.

17. BIBLIOGRAFIA
Anónimo: “Enciclopedia de la ciencia y la técnica.” Editorial Océano , 1998
Serway, Raymond A.: Física. Editorial McGraw Hill, 1997
http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n
http://www.cienciapopular.com/n/Experimentos/Meter_Huevo_en_Botella/M
eter_Huevo_en_Botella.php
http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_atmosf%C3%A9rica
http://www.cienciapopular.com/n/Experimentos/Meter_Huevo_en_Botella/M
eter_Huevo_en_Botella.php
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/131/htm/e
lvacio.htm
http://forum.lawebdefisica.com/threads/3238-Diferencia-de-presiones