Actividad: Comprimiendo un gas

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "Actividad: Comprimiendo un gas"

Pablo Cano Hernández
hace 6 años
Vistas:

1 Comprimiendo un gas Nivel: 1 Medio Subsector: Ciencias químicas Unidad temática: El aire Actividad: Comprimiendo un gas Qué ocurre cuando apretamos el émbolo de una jeringa (aparentemente vacía)? Qué hay dentro de la jeringa? Qué ocurre si aumentamos la presión que existe sobre un gas? Si mantenemos constante la temperatura de un gas y solamente aumentamos la presión, el volumen disminuye en forma inversamente proporcional. Este comportamiento responde a la ley de Boyle Mariotte, que indica que a la misma temperatura, el producto entre P y V es una constante, K. PV = K En otras palabras, si cambian las condiciones de presión y volumen, éstas deben variar de modo que no cambie el producto entre ellas: K. I. La siguiente tabla de datos muestra el comportamiento de 1 mol de gas que se encuentra a una temperatura constante de 25 ºC (298 K) y que fue sometido a distintas presiones, registrando los cambios en el volumen. Presión (atm) Volumen (L) 0,1 244,4 0,2 122,2 0,4 61,1 0,6 40,7 0,8 30,5 1,0 24,4 1,2 20,4 1,4 17,5 1,6 15,3 1,8 13,6 2,0 12,2 2,2 11,1 2,4 10,2 2,6 9,4 2,8 8,7 3,0 8,1 1

2 Nivel: 1 Medio Subsector: Ciencias químicas Unidad temática: El aire Ficha 3: Actividad: El comportamiento de los gases nos permite observar numerosos fenómenos que a veces nos parecerán sorprendentes. Esta actividad es un ejemplo, entre muchos, de estos fenómenos. I. Para realizarla consigue los siguientes materiales: - Globo de plástico. - Dos recipientes en que se pueda introducir la botella de plástico (Ambos pueden ser ollas). - Botella de bebida de plástico. No importa el tamaño de la botella. Puede ser de tamaño individual o bien de 1, 1,5 ó 2 L. La condición es que el recipiente debe ser adecuado al tamaño de ésta. - Agua fría y caliente. II. Una vez que consigas los materiales que necesitas, sigue el siguiente procedimiento: 1. Fija la boquilla del globo sin inflar en la boca de la botella. Si observas que queda espacio entre ambos, refuérzalo con un elástico o cinta adhesiva. 2. En un recipiente agrega agua caliente y en el otro, agua fría. 3. Introduce la botella que tiene unido el globo sin inflar dentro del recipiente que contiene el agua caliente. Esta debe alcanzar, como mínimo, la mitad de la botella. Observa lo que ocurre. Describe lo que estás observando en tu cuaderno. 4. Ahora introduce la botella dentro del recipiente que contiene agua fría. Observa lo que ocurre y descríbelo en tu cuaderno. 5. Puedes repetir esta prueba e introducir nuevamente la botella dentro del recipiente con agua caliente y observar lo que ocurre. III. Preguntas y aplicaciones Por qué ocurrió esto? Esta es la primera pregunta que se nos ocurre luego de realizar esta prueba. Qué había dentro de la botella? Para poder saber cómo y por qué ocurrió lo que observaste, debes investigar cómo se comportan los gases bajo determinadas condiciones. Realiza una pequeña investigación sobre el comportamiento de los gases. Busca información en medios de Internet, como el portal educarchile, o en una biblioteca. 1

3 Tu investigación te permitirá responder las siguientes preguntas. Actividad para el estudiante 1. Qué es un gas? Investiga cómo están dispuestas las partículas cuando la materia está en este estado. 2. Cuáles son las propiedades características de los gases? 3. En qué unidades se miden el volumen, la presión y la temperatura? 4. Cómo cambia el volumen (o espacio que ocupa un gas) en función de la presión que existe sobre él? Indica la relación entre estas variables. 5. Cómo cambia el volumen (o espacio que ocupa un gas) en función de la temperatura? Indica la relación entre estas variables. 6. Qué ocurre con la presión de un gas cuando aumenta la temperatura? Y cuando disminuye la temperatura? Indica la relación general entre presión y temperatura. 2

4 7. Al empujar el émbolo de una jeringa, qué ocurre con el espacio que ocupa el aire al interior de la jeringa? Qué variables están en juego en este fenómeno? _ 8. Los neumáticos de un auto tienen aire en su interior. Cuando entran en movimiento y recorren largas distancias, estos aumentan su temperatura por efecto del roce con el pavimento. Bajo estas circunstancias, qué ocurrirá con la presión al interior de un neumático? Según el experimento realizado en esta actividad: 1. Qué variables cambiaron? Cuál se mantuvo constante? 2. Qué ocurrió con el aire dentro de la botella? 3. Por qué crees que ocurrió esto? 4. Por qué crees que el gas sube cuando aumenta la temperatura? Recuerda que la temperatura indica la cantidad de energía en forma de calor que existe en un cuerpo. Qué ocurrirá con la energía que le estamos entregando a este sistema? 3

5 5. Escribe una conclusión. 4

6 Comprimiendo un gas 1. Analiza la tabla. Qué ocurre con los valores de la presión? Qué ocurre con los valores del volumen a medida que la presión aumenta? 2. Grafica en papel milimetrado o en computador estos valores. Obtendrás un gráfico que muestra la relación de dependencia entre el volumen y la presión de un gas. (volumen versus presión) Para realizar el gráfico debes: a. Determinar e indicar a qué corresponden el eje X y el eje Y. b. Indicar las unidades de medida de ambos ejes. c. Escalar correctamente ambos ejes de acuerdo con la tabla de datos. d. Por último, graficar. 3. Análisis del gráfico volumen versus presión de un gas: a. Qué ocurre con el volumen entre 0,1 y 0,6 atm de presión? b. Qué ocurre con el volumen entre 0,6 y 1,2 atm de presión? c. Qué ocurre con el volumen entre 1,2 y 3 atm de presión? 4. Calcula el inverso multiplicativo de la presión (1/P) para cada valor de la tabla y anótalos en una nueva columna. 5. Grafica en papel milimetrado o en computador el volumen de un gas versus 1/P. 6. Análisis del gráfico volumen versus 1/P de un gas: a. Cómo es este gráfico? Es igual al anterior? b. Dónde se encuentra la zona de mayor presión en atm? Indica esta zona en tu gráfico. c. Dónde se encuentra la zona de menor presión en atm? Indica esta zona en tu gráfico. d. Qué ocurre con el volumen en todo el gráfico? 2

7 Comprimiendo un gas e. Qué ocurre con el volumen entre las 0,1 y 1,2 atm de presión? Recuerda ver en tu tabla de datos el inverso multiplicativo de estos valores (atm -1 ). f. Qué ocurre con el volumen entre las 1,2 y 3 atm de presión? Recuerda ver en tu tabla de datos el inverso multiplicativo de estos valores (atm -1 ). 7. Por qué ocurre este fenómeno? 8. Formula en tu cuaderno una conclusión basada en el comportamiento que acabas de observar en tus gráficos. Si necesitas bibliografía, puedes disponer de ella en el portal educarchile o bien busca en otros medios, como Internet, o en una biblioteca. 3

Documentos relacionados

Guía para el docente El aire Atmósfera y composición. Guía para el docente

Guía para el docente El aire Atmósfera y composición. Guía para el docente Guía para el docente Descripción curricular - Nivel: 1º Medio - Subsector: Ciencias químicas - Unidad temática: - Palabras claves: Aire, comportamiento del aire, leyes de los gases. - Contenidos curriculares: