Pila de limón

De Física Itinerante
Ir a la navegación Ir a la búsqueda
Ficha del experimento
Autor(es) original(es) Cristóbal Vallejos
Área(s) abarcadas Electromagnetismo
Nivel de enseñanza Rellenar
Contenido curricular abordado
Rellenar

El objetivo de este experimento es mostrar a los estudiantes el funcionamiento de las pilas, un ejemplo común para ilustrar los cambios de energía. En ésta actividad ocurre cambio de energía química a energía eléctrica originado en la fruta y ésta a energía lumínica producido en una ampolleta.

Introducción

Las pilas almacenan energía química y transforman esta energía en electricidad. De esta manera, las pilas permiten que funcionen los aparatos y dispositivos electrónicos, tales como reproductores MP3 en donde la electricidad se tranforma en energía sonora y linternas en donde la energía eléctrica se tranforma en energía lumínica, entre muchos otros.

En este sencillo experimento los alumnos podrán crear su propia pila con el uso de frutas cítricas, con una potencia lo suficientemente fuerte como para hacer que se prenda una pequeña ampolleta o led.

Las sustancias químicas de las frutas, especialmente la de las frutas ácidas, pueden convertirse en energía. La estructura de una pila de frutas simula la de una pila de verdad. Se insertan dos metales diferentes en la fruta, generalmente zinc y cobre, para que actúen como el polo negativo y el positivo. Un cable actúa como el conductor entre los polos y puede usarse para conducir una pequeña cantidad de voltaje (generalmente 0.5 a 0.75 de voltio por cada fruta). Dependiendo del tipo y de la cantidad de frutas que se utilicen se puede encender un pequeño foco LED o hasta un motor pequeño.

Manual de Actividades

Materiales Educativo Incluido

  1. Clavos de Cobre.
  2. Clavos de Zinc.
  3. Ampolletas de 1,5 V.
  4. Leds de 3 V.
  5. Cable de cobre.

Procedimiento

  1. Llevar a la clase varias frutas cítricas, tales como limones y naranjas.
  2. Tomar la fruta cítrica y apretarla por todos lados con las manos sin romper la piel, esto para suavizar la fruta cítrica lo suficiente para poder extraer su jugo.
  3. Insertar un clavo de cobre y otro de zinc en cada una de las frutas, con aproximadamente 5 cm de distancia uno del otro, de tal manera que los dos clavos finalicen en el centro de la fruta sin tocarse entre ellos. Tener cuidado al clavar los clavos. Ir despacio, asegurándose de no atravesar la fruta completamente.
  4. Pelar los cables y envolver los hilos de cobre alrededor de la cabeza de 2 clavos, uno de zinc de una fruta con uno de cobre de otra fruta. Utilizar la cinta aislante para fijar cada extremo del cable a los clavos.
  5. Unir el cable de los extremos del sistema a una ampolleta o led. Observar como funciona. Si no se encienden, se deben añadir más frutas con el mismo procedimiento señalado anteriormente hasta que ilumine el led o la ampolleta.
caption Ejemplo de montaje de una pila de limones.

En la Figura 1 se ilustra el flujo de electrones a través de un sistema de dos medios limones y una ampolleta, además de los polos que se producen en los clavos de zinc y de cobre. Para nuestro experimento no es necesario partir la fruta.
Para una ampolleta se deben ocupar entre 3 y 4 frutas para lograr encenderla y para un led, el doble.

Contenido Adicional

Preguntas y Respuestas

Primera Pregunta

¿Por qué ocurre esto?

Las frutas cítricas tienen un contenido ácido y cuanto más ácidas son, mejor es para la conducción de electricidad. La fruta contiene iones cargados positivamente. Al insertar el clavo de zinc en la fruta, los electrones comenzaron a pasar de la fruta al clavo de zinc, dejando así los iones de carga positiva en la fruta. Esta transferencia de electrones genera electricidad en cuanto conectas los cables al clavo.

Segunda Pregunta

¿Se pueden utilizar otras frutas o vegetales?

Una alternativa común a los limones y las naranjas son las papas o manzanas. Cualquier fruta o vegetal que contenga ácido puede ser usado pero los limones y las naranjas se prefieren debido a su mayor acidez.

Tercera Pregunta

¿Se pueden prender otros aparatos con frutas?

Se puede inclusive cargar telefonos celulares con éste método, pero esta forma no es demasiado eficiente debido a que se necesitaría una gran cantidad de frutas para poder lograr este objetivo y se debería cambiar las frutas en el proceso, ya que luego de un lapsus de tiempo dado el efecto comienza a disminuir.

Extensión a la actividad

Tal como en el sistema expuesto anteriormente, se puede reemplazar la ampolleta por un motor incluido en los maletines, conectar a las “patas” de un cargador con un celular enchufado o todo lo que se les ocurra.

Otra forma de realizar el experimento es conectar las frutas en paralelo (ver manual Circuitos Simples).

Para mejorar la eficiencia del experimento se puede utilizar un voltímetro para medir la cantidad de voltaje que producen las frutas para así darse cuenta cual fruta produce mayor voltaje y cuantas se necesitan para hacer funcionar el aparato electrónico que se desea usar. Para medir el voltaje se debe conectar las puntas de prueba al alambre de cobre y cerciorase que el voltaje registrado sea mayor o igual al voltaje con que funciona la ampolleta u otro aparato a utilizar.