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¿CUÁN PREDECIBLE ES EL ESTADO GASEOSO?
Profesora Gilda Díaz
ACADEMIA SABATINA UNIVERSIDAD INTERAMERICANA DE PUERTO RICO
RECINTO DE BAYAMÓNMath and Science Partnership for the 21st Century Elementary and Secondary School MSP-21 Phase IV
EstándaresIndicadores
Conservacion y CambioES.Q.CF1.CC.6 Aplica las leyes de los gases para explicar la relación y los efectos de los cambios en presión, temperatura y volumen en situaciones como la construcción de aeróstatos, los cambios climáticos y los tanques de buceo, entre otras.
Estructura y niveles organización de la materiaES.Q.CF1.EM.14 Analiza la teoría cinético-molecular para describir y explicar las propiedades físicas de los estados de la materia por medio de un modelo.
Actividad de Exploración 1
Analiza y describe el sistema y el ambiente que se presenta, tomando en consideración el tema del taller
Puedes utilizar lápices de colores. Incluye una leyenda, si es necesario
Actividad de Exploración 1
Describe cómo afecta al sistema y ambiente el cambio hecho.
Anota tu contestación
¿Botella Vacía o Llena?
VacíoLugar o recipiente
que carece de materia
¡Esto es confuso!
Ninguna de las dos botellas está vacía.
Hay un Genio en la BotellaUN GAS
¿Qué puedo hacer para demostrar que la botella no está vacía?
Evalúa lo observado
Materia es todo aquello que tiene masa y ocupa espacio.
Toda la materia está compuesta de átomos.
El aire ocupa espacio y es un gas. Está compuesto de átomos.
El espacio que ocupa el gas se conoce como VOLUMEN.
Características de los Gases
No tienen forma propia. Adquieren la forma del envase que los contenga.
No tienen volumen propio. Ocupan todo el espacio del envase que los contiene.
Se pueden comprimir con facilidad.
Propiedades de un gas
Actividad de Descubrimiento
Haz una lista de las propiedades de un gas. Utiliza como ejemplo el aire.
Volumen del gas en la botella
¿Por qué el volumen que indica la botella no es el volumen del gas que contiene?
Aquí, mis palabras se pierden en el aire.
Forma y Volumen de los Estados de la Materia
Estado Forma Volumen
Sólido Tiene forma propia Tiene volumen propio
Líquido Toma la forma del envase
Tiene volumen propio
Gas Toma la forma del envase
Ocupa el volumen interior del envase
en su totalidad
Cómo medir el Volumen de aire en la botella
Selecciona la opción más razonable y explica por qué la escogiste: Medir las dimensiones de la botella y usar la ecuación del volumen geométrico.Llenar la botella hasta arriba, y utilizar una probeta para determinar el volumen en mL.
¡A TRABAJAR!
La materia tiene Masa
¿Cómo puedo determiner la masa del gas? Selecciona la alternativa más razonable. Justifica la selección.Peso la botella vacía, y luego añado el gas, y vuelvo a pesar. Determino la masa por diferencia.
Utilizo la densidad del aire y el volumen para calcular la masa.
La Densidad del aire
DENSIDAD DEL AIRE
¿De qué parámetros depende la densidad del aire?
http://www.brisbanehotairballooning.com.au/how-hot-air-balloons-fly/
Central Meteorlologica y Geológica del Caribe
La densidad depende de la Temperatura
¿Por qué la densidad depende de la Temperatura?¿Cambia la masa si cambiamos la temperatura?¿Cambia el volume si cambia la Temperatura?
GASDEVOLUMEN
GASDEMASADENSIDAD
Volumen y Temperatura
Vamos a establecer como variable controlada la masa del gas.¿Cómo podemos hacer esto?
En un Sistema CerradoNO HAY
intercambio de materiacon el ambiente.
No entra ni sale GASMASA CONSTANTE
Cómo Medir Cambio en Volumen
Selecciona cuál de las siguientes será la más adecuada para medir el cambio en el volumen de un sistema. Justifica la selección:
Cambios en Temperatura
Para cambiar la Temperatura, haremos cambios en el AMBIENTE.Selecciona la alternativa más razonable. Justifica la selección.
Preparar baños de agua a diferentes temperaturas. Sumergir la jeringuilla y leer volumen.
Calentar el aire alrededor de la jeringuilla, medir su temperatura y leer el volumen del gas.
Variables experimentales
Selecciona las variables y justifica tu contestación.
La variable INDEPENDIENTE es:__ Temperatura __ Volumen __ Masa La variable DEPENDIENTE es:__ Temperatura __ Volumen __ Masa Una variable controlada es:__ Temperatura __ Volumen __ Masa
Plantea una Hipótesis
Ten en cuenta lo siguiente: ¿Qué cambio esperas en el volumen
cuando aumentes la temperatura del gas? ¿Cuándo la disminuyas?
¿Qué efecto tiene la temperatura en la densidad del gas, basado en lo que observado?
Baños para la temperatura
Agua caliente, pero no hirviendo Agua a temperatura ambiente Mezcla de agua con hielo Mezcla de agua, hielo y salMateriales necesarios:Vaso (beakers), termómetroAgua, hielo, sal
Temperatura vs. Volumen
La relación entre Temperatura y Volumen es directamente proporcional, si la temperatura se expresa en Kelvin. Para cambiar grados Celsius (°C ) a Kelvin:
°C + 273 = K
Ley de Charles
aTemperaturteconsVolumen )tan(
teconsaTemperatur
Volumentan
teconsinicialaTemperatur
inicialVolumen
finalaTemperatur
finalVolumentan
)(
)(
)(
)(
¿Cómo será la gráfica de Volumen vs Temperatura?
La Presión de un gas Emplea la jeringuilla para identificar los componentes
La Botella y su Ambiente La botella está
rodeada de aire El aire ejerce una
presión: la presión atmosférica, PA
Es un sistema abierto, y la presión del aire dentro de la botella es PATemperatura equilibrada
La Presión de un Gas
¿Cómo crees que se distribuyen las presiones en cada una de las siguientes situaciones?
http://pump-flo.com/pump-library/pump-library-archive/jacques-chaurette/how-a-siphon-works.aspx
Volumen vs. Presión
Esta relación es fundamental en el proceso de respiración.
¿Cómo puedes demostrar la relacion de volumen vs. presion utilizando una jeringuilla?
Utiliza la jeringuilla para definir la variable independiente y la variable dependiente.
Variables experimentales
Selecciona las variables y justifica tu contestación.
La variable INDEPENDIENTE es:__ T __ V __ Masa __Presión La variable DEPENDIENTE es:__ T __ V __ Masa __Presión Una variable controlada es:__ T __ V __ Masa __Presión
Volumen vs. Presión
Cuando ejerces fuerza sobre el pistón, la Presión sobre el gas
__ Aumenta __Disminuye __ Igual A la vez, el volumen del gas en la
jeringuilla La relación entre V y P es __ Inversamente proporcional__ Directamente proporcional
Ley de Boyle
teconsPV tan
final
final
final
final
P
V
P
V
esion
teconsVolumen
Pr
tan
Respiración PV
EXPLICA LO QUE OBSERVAS
http://legacy.owensboro.kctcs.edu/gcaplan/anat2/notes/APIINotes4%20Respiratory%20System%20Physiology.htm
Volumen vs. Cantidad del gas
Cuando el sistema intercambia materia con el ambiente, es un sistema abierto.
Si no quieres que cambie la temperatura o la presión, entonces debe haber un cambio en volumen.
Si aumenta la cantidad del gas, ¿qué ocurre con el volumen?
La cantidad del gas
Se expresa como mol, representado por n.
1 mol es una forma de agrupar las partículas pequeñas.
La masa molar corresponde a la masa de 1 mol de átomos o moléculas del gas.
Ley de Avogadro
MolteconsVolumen )tan(
teconsmol
Volumentan
teconsinicialmol
inicialVolumen
finalmol
finalVolumentan
)(
)(
)(
)(
¿Cómo será la gráfica de Volumen vs Mol?
Ley de gases ideales
El valor de R
En la ecuación de los gases ideales,
R es constante universal del los gasesR=PV/nT
Su valor depende de las unidades en que se expresen las condiciones P,V,n del gas. La temperatura debe estar en Kelvin.
Calcula R
Expresa las condiciones que definen el estado del aire en tu botella:
Volumen: ___ mL = ___ LPresión: ___ 14.7 psi = ___ atmTemperatura: ___ °C = ___ KMol (n): ___ mol
Para calcula mol: utiliza la masa y el dato 30g/mol (“masa molar”)
Valores de R
http://www.sparknotes.com/chemistry/gases/ideal/terms.html
Calcula R
Sustituye tus valores en la ecuación
R= PV/nT =
¿Cuan predecible es un gas?
Depende de cuanto conozcas sobre su estado.
Presión, volumen, temperatura y la cantidad del gas.
¿Mi estado?
Actividad de CierreUtiliza los datos de la
Volumen vs. Temperatura
Volumen inicial (V1): ___ mL
(n1) = (n2) = valor constante(P1) = (P2) = valor constante
Volumen inicial (Vx)= (V1)/2: ___mLTemperatura (T2): ____ K