¿Cómo descubrieron los humanos el fuego?
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Preparación
Planificación y materiales -
Discusión
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Lecciones en video¿Cómo descubrieron los humanos el fuego?
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Experimentos y actividadesEl triángulo de fuego
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Cómo apagar un incendio
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¿El metal se puede quemar?
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Haz tu propio extintor de incendios
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Llamas saltarinas
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Proyectos e investigaciones adicionales sobre incendios
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RespuestasGuía de respuestas: ¿Cómo descubrieron los humanos el fuego?
Guía de respuestas: ¿Cómo descubrieron los humanos el fuego?
¡Te alentamos a que experimentes o investigues para encontrar las respuestas a estas preguntas por tu cuenta antes de mirar nuestras respuestas!
Discusión
El fuego es lo que ocurre durante un tipo especial de reacción química llamada combustión. Es brillante y caluroso.
Necesitas combustible, calor y oxígeno para encender un fuego. Estas tres cosas se denominan “triángulo de fuego”, sobre el cual aprenderás más en esta lección.
Los humanos usan el fuego para cocinar, mantenerse calientes, tener luz y otras cosas.
No sabemos con certeza cómo los humanos descubrieron el fuego, pero en esta lección contaremos una historia basada en la ciencia sobre cómo pudo haber sucedido.
Cómo apagar un incendio
Parte 3: El cerillo que pones en el agua
La cerilla que pusiste en el agua tardó menos en apagarse que la cerilla normal.
Al ponerlo en agua, quitaste calor y oxígeno del triángulo de fuego.
Parte 4: El cerillo que cubres
La cerilla tapada tardó menos en salir que la cerilla regular.
Le quitaste el oxígeno tapando la cerilla. Mientras que la cerilla se quema, usa oxígeno, una vez que usa todo el oxígeno dentro de la taza, se apaga.
Si usas un recipiente más grande, la cerilla se apagará más lentamente. Si usas un recipiente más pequeño, la cerilla se apagará más rápido. Ve la clave de respuestas para ¿Puede apagar un incendio lentamente? para una explicación más detallada.
Parte 5: El cerillo que rompes por la mitad
La media cerilla salió más rápido que la cerilla regular.
Al partir la cerilla por la mitad, le quitaste el combustible. La mitad de la cerilla se quemó más rápido porque no había tanto combustible en forma de madera.
Probablemente tomaría más tiempo salir si todo lo demás fuera igual.
Suponiendo que todo lo demás fuera igual, una cerilla más delgada probablemente tardaría menos en apagarse que una cerilla más gruesa.
Parte 6: Extensión opcional
Si todas las cerillas se hicieran perfectamente iguales, tardarían la misma cantidad de tiempo en quemar. Mira de cerca un puñado de cerillas. Por lo general, no se hacen perfectamente iguales. Algunas tienen una tapa de fósforo más grande, algunos son más delgados, algunos son más gruesos... cualquiera de esas diferencias podría hacer que los fósforos se quemen a diferentes velocidades.
Algunas de sus cerillas pueden quemarse antes de que lleguen al fondo de la cerilla. Cuando sostienes una cerilla hacia arriba, la llama sube y se aleja de la madera. La llama es donde está el calor y el calor sube, por lo que a veces no hay suficiente calor que viaje hacia abajo para encender la madera sin quemar en el fondo de la cerrilla. Sin calor (un lado del triángulo del fuego), no hay fuego. Si pudiera asegurar una cerilla horizontalmente para que pudiera quemarse completamente hasta el fondo de la cerilla de manera segura, se quemaría completamente cada vez.
Preguntas
Si quitas una parte del triángulo de fuego, el fuego se apagará.
Sofocar el fuego con agua apaga la llama más rápido. Sin embargo, no querrá usar agua para apagar un incendio causado por grasa, porque el agua y la grasa no se mezclan. En cambio, el agua creará una explosión a medida que el agua se calienta rápidamente del fuego. El agua se convertirá en vapor y enviará pequeñas gotas de grasa en llamas por todas partes. Puede apagar un fuego de grasa con bicarbonato de sodio, sal si es lo suficientemente pequeño como para manejarlo.
Para apagar los incendios forestales, tienen que usar una combinación de diferentes tácticas que incluyen sofocar el fuego actual con agua y eliminar el combustible en su camino rociándolo con retardante de fuego. Dado que los incendios forestales son tan grandes, hay muchas variables diferentes en juego.
Este experimento no fue una carrera igualitaria. Cuando sumerges una llama en agua, inmediatamente eliminas el calor y el oxígeno. Cuando cubre una llama con una taza, todavía queda algo de oxígeno en la taza que puede mantener viva la llama por un tiempo. Cuando quitas la mitad de la cerilla, todavía tienes la otra mitad como combustible que la llama puede seguir quemando.
Algunas de estas tácticas se pueden usar si necesitas apagar un incendio. Por ejemplo, al acampar, es importante asegurarse de detener la propagación del fuego apagándolo por completo antes de irse. Esperamos que nunca necesite apagar un incendio que se inició sin querer, pero los bomberos lo hacen todo el tiempo. Usan los mismos conceptos que usaste en este experimento para el manejo del fuego.
*No estamos sugiriendo que intente iniciar un incendio para extinguirlo.
¿El metal se puede quemar?
- Combustible: Lana de acero
- Calor: Electricidad
- Oxígeno: Aire
Sí, el metal se puede quemar. Otras cosas que se queman rápidamente son la madera, el carbón, el gas, el alcohol y las grasas (grasa, aceite). Casi todo puede quemarse con suficiente calor.
Un grupo de cosas que no se “quemarán” ni formarán parte de una reacción exotérmica (liberación de calor) son los gases nobles. El helio es un gas noble y se usa para llenar dirigibles porque es menos denso que el aire y no inflamable.
Para saber qué gases se consideran gases nobles, mira las tarjetas de Tarjetas sobre las partes de la tabla periódica.
1292°F (700°C). ¡Eso es muy caliente!
Para que una barra de acero se queme, la temperatura tendría que ser muy alta. La lana de acero se quema más fácilmente que las barras de acero porque la lana de acero tiene mucho oxígeno entre las hebras de metal.
Cuando frotas la batería sobre la lana de acero, se crea una corriente eléctrica que genera calor y una chispa. Los relámpagos también ocurren cuando las partículas se frotan entre sí en el cielo, lo que crea una corriente eléctrica. El rayo es la descarga de esa corriente eléctrica, y genera calor y una chispa al igual que la batería y la lana de acero.
Las compañías eléctricas previenen los incendios eléctricos rodeando el cableado eléctrico con un no-conductor, algo que no deja fluir la electricidad. También tienen cuidado de asegurarse de que el cableado eléctrico no se coloque cerca de material fácilmente combustible (material que se incendia fácilmente).
Ejemplo:
Usar lana de acero y baterías para hacer una fogata en la naturaleza (¡simplemente no las mantenga cerca una de la otra en su mochila!) o en su hogar en caso de una emergencia como un apagón.
*No sugerimos que intente iniciar un incendio con lana de acero y baterías fuera de los límites de este experimento.
La batería crea una corriente eléctrica a través de la lana de acero. Esa corriente eléctrica libera calor. El calor de la corriente eléctrica, el oxígeno entre las hebras de lana de acero y el hierro en la lana de acero son cada uno de los lados del triángulo de fuego. En total, pueden encenderse y sostener una llama.
Haz tu propio extintor de incendios
Parte 1
No debería haber pasado nada cuando vertiste una taza vacía (más exactamente, una taza llena de aire) sobre la llama.
Un grupo de control es algo en un experimento o estudio que no se está probando. Se utiliza como punto de referencia para comparar las cosas que se prueban. En este experimento, estamos probando si podemos o no usar el gas que produce la reacción del bicarbonato de sodio y el vinagre para apagar una llama. Para asegurarnos de que no es simplemente el vuelco de la taza lo que apaga la llama, probamos con nuestro control: una taza “vacía” (más exactamente, una taza llena de aire).
Parte 2
La llama debería haberse apagado cuando vertiste la taza llena de gas (el producto de la reacción del bicarbonato de sodio y el vinagre) sobre la llama.
Sí, eliminaste el oxígeno sofocando la llama con otro gas más pesado: dióxido de carbono.
Preguntas
No, la vela debería haber dejado de quemarse cuando vertiste el dióxido de carbono sobre ella.
Sí, los extintores de incendios están llenos de dióxido de carbono altamente presurizado y no inflamable.
Cuando cubres una vela con una taza, tiene una cantidad finita de oxígeno para quemar. Cuando la vela se quema, elimina el oxígeno de la taza y agrega dióxido de carbono a la taza. Tanto la falta de oxígeno como la sofocación de la llama por el dióxido de carbono impiden que la llama se queme.
El dióxido de carbono es más pesado (más precisamente, más denso) que el oxígeno. Es por eso que puedes mantenerlo en la taza. También es por eso que puedes verterlo fuera de la taza y por qué se hunde hasta la superficie donde está la vela.
Si lo hace. Las diferentes capas se forman debido a la densidad de los gases en cada capa. Consulte la lección Manta de la Tierra para obtener más información sobre la atmósfera y sus capas.
El fuego necesita oxígeno para sobrevivir. El bicarbonato de sodio y el vinagre producen dióxido de carbono, que atrapaste en el globo. El dióxido de carbono es más pesado que el aire, por lo que se hunde en la taza y expulsa el oxígeno. Cuando lo viertes fuera de la taza y sobre la llama, hace lo mismo. El dióxido de carbono se hunde hacia la llama y aleja el oxígeno de la llama. Sin oxígeno, el fuego deja de quemar.
Llamas saltarinas
No deberías haber podido encender la vela sin tocar la llama con la mecha.
Deberías haber podido encender la vela tocándola con la mecha.
Deberías haber visto humo saliendo de la mecha.
Deberías haber podido encender la vela sin tocar la llama con la mecha.
Preguntas
El gas de cera se está quemando. Lee el "¿Qué está pasando?" sección anterior para obtener una explicación.
La vela que usamos está hecha de cera de parafina. Esta demostración debería funcionar con cualquier tipo de vela porque todas las velas producen humo.
¡Tendrás que probar esto por ti mismo! Cuanto mayor sea la concentración y el alcance del humo, más lejos podrá saltar la llama. Es probable que una mecha más grande produzca humo con mayor concentración y alcance.
Se sabe que los incendios forestales "saltan" sobre las autopistas y otros materiales no inflamables.
- La cera sólida se funde y se convierte en cera líquida
- La mecha de la vela absorbe la cera líquida
- La cera líquida se vaporiza y se convierte en gas de cera
- Gas de cera + oxígeno + calor = fuego
La cera no se quema bien como un sólido. Primero, tiene que derretirse en un líquido, por eso tienes que encender la vela con otra llama como un encendedor. La mecha de la vela absorbe la cera líquida y la acerca a la fuente de calor: la llama. Luego, la cera se calienta tanto que se convierte en gas de cera. El gas de cera interactúa con el oxígeno del aire y el calor de la llama. El gas de cera se quema y se convierte en dióxido de carbono y vapor de agua.
Cuando apagas la vela, hay un poco de gas de cera que aún no se ha convertido en gas de dióxido de carbono y vapor de agua. Ese gas de cera puede prenderse fuego si pones una llama cerca de él, y la llama viajará de regreso a la fuente de combustible: la vela.