GUÍA DIDÁCTICA Wise - Cmaptools – movie Maker – WebQuest - Kaleidocycle Ecuación de estado gases ideales
2014
PABLO EMILIO QUIQUE CRUZ
Situación problemica ¿QUE TAN IDEALES SON LOS GASES IDEALES?
ESTANDAR Me aproximo al conocimiento científico-a natural Propongo y sustento respuestas a mis preguntas y las comparo con las de otras personas y con las de teorías científicas. Identifico y uso adecuadamente el lenguaje propio de las ciencias. Comparo sólidos, líquidos y gases teniendo en cuenta el movimiento de sus moléculas y las fuerzas electroestáticas. Comparo los modelos que explican el comportamiento de gases ideales y reales.
INDICADORES DE DESEMPEÑO Desarrollar situaciones problemas dadas en torno a los gases ideales a través de la ecuación de estado. Promover el uso de los equipos portátiles en el proceso de enseñanza y
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aprendizaje. Estimular la búsqueda y selección crítica de información proveniente de diferen tes soportes, la evaluación y validación, el procesamiento, la jerarquización, la crítica y la interpretación.
PROFUNDIZO SOBRE EL TEMA CONSTRUYO MI CONOCIMIENTO ACTIVIDADES
1. Observa el siguiente video introductorio https://www.youtube.com/watch?v=HTbHaYdQq9U si no tienes conectividad búscalo
AQUÍ y desarrolla el KALEIDOCYCLE suministrado por el profesor. 2.
Realiza un mapa conceptual utilizando CmapTools a partir de la siguiente información:
La mayor parte de los elementos químicos y las sustancias pueden existir en tres estados, esto es: sólido, líquido y gaseoso. Y cada uno de nosotros puede muy fácilmente determinar esos estados solo observando el comportamiento cuando nos enfrentamos a una sustancia. Cada uno de los estados, ha sido estudiado durante años por los hombres de ciencia, con el objetivo de determinar las leyes físicas que puedan predecir su comportamiento con el cambio de las circunstancias que lo rodean. En este caso nos ocuparemos de los gases.
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El gas: La definición de un gas puede ser muy simple y reducirse solo a decir: "Un gas es una sustancia cuyo volumen es igual al volumen del recipiente que lo contiene". Esto es cierto, los gases se expanden hasta ocupar todo el volumen del recipiente que lo contiene, pero ese efecto no es único. Si inyectamos a muy alta velocidad un líquido por un pequeño orificio para formar un aerosol dentro de un volumen vacío, las pequeñas y rapidísimas partículas de líquido, también terminarán por ocupar todo el volumen formando una niebla, por lo que a nuestra escueta definición hay que agregarle algo para evitar la confusión. Podemos tratar de arreglar este problema agregando que " un gas deberá estar formado por un gran número de moléculas". Pero bueno... el líquido también está formado por muchas moléculas, así que aún no está resuelto del todo, nos falta todavía algo, por eso agregamos que: "las moléculas se mueven en todas direcciones" Cosa que no sucede en el líquido del aerosol, donde el grupo de moléculas que forman la partícula se mueven todas en la misma dirección debido a la interacción molecular que mantienen, y que a su vez impide la libre expansión. Al parecer ahora si ya tenemos definido el gas, pero para que esta última condición se cumpla debe cumplirse a su vez que: "el tamaño de la molécula debe ser despreciable, comparado con la distancia entre ellas". De tal forma que esa enorme distancia relativa, hace que no haya interacción, y que esta solo se limite a su choque físico eventual. Finalmente un gas es entonces una sustancia que cumple con las condiciones siguientes:
Ocupa el volumen del recipiente que lo contiene.
Está formado por un gran número de moléculas. La interacción entre las moléculas se reduce solo a su choque.
Estas moléculas se mueven individualmente al azar en todas direcciones.
En la realidad, estas condiciones se cumplen con suficiente aproximación, en todos los gases a las condiciones normales de presión y temperatura como para ser
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consideradas ciertas, pero ¿qué pasa si el gas se somete a muy elevadas presiones?, por ejemplo reduciendo notablemente el recipiente que lo contiene. Resulta claro que en tal caso, la distancia entre las moléculas se reduce (ya que el gas es compresible) y su interacción comienza a tener más y más influencia en el comportamiento, a medida que más y más se aumente la presión. Como consecuencia del incremento progresivo de la presión nuestro gas va apartándose de la definición de gas que hemos establecido, por tal motivo y debido a que un gas puede ser "más o menos gas" se establece un "patrón de gas" que servirá para sentar las leyes del comportamiento de todos los gases y que podrá ser usada con suficiente aproximación en la mayor parte de las aplicaciones prácticas, este patrón se llama gas ideal. El gas ideal Para definir un patrón de gas que sirva para establecer reglas de comportamiento se crea el concepto de gas ideal, este gas ideal cumple las condiciones siguientes:
Ocupa el volumen del recipiente que lo contiene. Está formado por moléculas. La interacción entre las moléculas se reduce solo a su choque. Los choque son instantáneos (el tiempo durante el choque es cero). Estas moléculas se mueven individualmente y al azar en todas direcciones a distancias considerablemente mayores que el tamaño de la molécula. Los choques entre las moléculas son completamente elásticos (no hay pérdidas de energía).
Los gases reales, siempre que no estén sometidos a condiciones extremas de presión y temperatura, cumplirán muy aproximadamente las reglas establecidas para los gases ideales. Las leyes de los gases ideales Se han desarrollado leyes empíricas que relacionan las principales variables de un gas en base a las experiencias de laboratorio realizadas. En los gases ideales, estas variables incluyen la presión (p), el volumen (V) y la temperatura (T) . 1.- La ley de Boyle - Mariotte: Esta ley dice que, si se mantiene la temperatura constante, cuando se aumenta la presión de un gas ideal, desde P1 hasta P2 su volumen disminuye en la misma proporción desde V1 a V2. Esta condición expresada matemáticamente es:
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P1 . V1 = P2 . V2. El significado de la ley en la práctica es, por ejemplo, que cuando se reduce a la mitad el volumen que ocupa un gas, su presión se duplica, y vice versa. Es decir P es inversamente proporcional a V o también P es proporcional a 1/V a temperatura constante. Entonces ¿qué sucede si aumentamos al doble la cantidad de gas que está confinado a un volumen fijo?. De acuerdo a la ley de Boyle-Mariotte la presión también se duplica ya que equivale a haber reducido a la mitad el volumen del gas. Llamemos n a la cantidad de gas (que usualmente se expresa en moles) de modo que esta ley también puede enunciarse matemáticamente, si el volumen es fijo, como: P es proporcional a n 2.- La ley de Gay-Lussac: Según esta ley, si se mantiene EL VOLUMEN constante, la presión del gas aumentará en la misma proporción en que aumente su temperatura absoluta (T): P1 . T1 = P2 . T1 Igual que para la ley anterior se puede enunciar matemáticamente, si no cambia el volumen, como: P es proporcional a T 3.- La ley de Charles: Esta ley dice que si se mantiene LA PRESION constante, el volumen de un gas aumenta en la misma proporción en la que aumenta su temperatura absoluta: V1 . T2 = V2 . T2. Lo que dicho en otras palabras significa que V es proporcional a T si la presión no cambia. . Si combinamos las tres leyes en una sola expresión:
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T2.P1.V1=T1.P2.V2 Combinando las leyes de los gases, se puede obtener una expresión que relacione las cuatro variables: V ∞ n .T. 1/P Incorporando una constante de proporcionalidad, R (conocida también como constante universal de los gases ideales), obtenemos: V = R . n . T / P . De donde R = P.V/n.T Para condiciones normales despeja R y encontraras su valor con sus unidades. Finalmente, obtenemos la ecuación de estado para los gases ideales: P. V = n. R. T
3. Desarrolla los siguientes ejercicios ¿Qué volumen ocuparán 0,23 moles de hidrógeno a 1,2 atm de presión y 20ºC de temperatura? Tenemos 50 litros de helio a 30ºC y 0.8 atm de presión. ¿Qué cantidad de moles de helio tenemos? Si tenemos 22,4 litros de nitrógeno a 0ºC y 1 atm de presión ¿cuantas moles tenemos del mismo?. Y si tenemos 11,2 litros en las mismas condiciones? Un globo se llena de 2.3 moles de helio a 1 atm de presión y 10ºC de temperatura ¿cuál es el volumen del globo? 4. Elabora un video explicativo donde evidencies el desarrollo de alguno de los ejercicios anteriores utilizando movie maker o powtoom.
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VALORO MIS CONOCIMIENTOS EVALUACIÓN 1. Resuelve tu evaluación ingresando a este hipervínculo: http://wise.berkeley.edu/previewproject.html?projectId=12230
Realiza tu Autoevaluación Escribe del 1 al 5 según lo que consideres, encuentra tu resultado y comunícalo a tu profesor: CRITERIOS Realice mis actividades con responsabilidad y autonomía. Profundice mis conocimientos haciendo ejercicios en clase y extraclase. Soy puntual a la hora de realizar las tareas asignadas. Participo activamente en las socializaciones trabajadas durante la clase. Utilizo bien el tiempo durante todo el proyecto para asegurar que las cosas estén hechas a tiempo. TOTAL: SUMA÷5
VALORACIÓN
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CIBERGRAFIA MATERIAL DE CONSULTA
http://foldplay.com/kaleidocycle.action https://www.youtube.com/watch?v=HTbHaYdQq9U https://www.youtube.com/watch?v=nb6nz1CuzFM https://www.youtube.com/watch?v=9f4vIoDkp88 http://issuu.com/pricing
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