¿CUÁN PREDECIBLE ES EL ESTADO GASEOSO? Profesora Gilda Díaz ACADEMIA SABATINA UNIVERSIDAD INTERAMERICANA DE PUERTO RICO RECINTO DE BAYAMÓN Math and Science Partnership for the 21st Century Elementary and Secondary School MSP-21 Phase IV

Estándares Indicadores Conservacion y Cambio ES.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 materia ES.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? Vacío Lugar o recipiente que carece de materia ¡Esto es confuso! Ninguna de las dos botellas está vacía.

Hay un Genio en la Botella UN 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.

Actividad de Descubrimiento 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 Aquí, mis palabras se pierden en el aire. ¿Por qué el volumen que indica la botella no es el volumen del gas que contiene?

Forma y Volumen de los Estados de la Materia Sólido Tiene forma propia Tiene volumen propio Líquido Toma la forma del envase Gas 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?

intercambio de materia Volumen y Temperatura Vamos a establecer como variable controlada la masa del gas. ¿Cómo podemos hacer esto? En un Sistema Cerrado NO HAY intercambio de materia con el ambiente. No entra ni sale GAS MASA 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: Una variable controlada es:

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 sal Materiales necesarios: Vaso (beakers), termómetro Agua, 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 ¿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 PA Temperatura 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: Una variable controlada es:

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

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 ¿Cómo será la gráfica de Volumen vs Mol?

Ley de gases ideales

R es constante universal del los gases El valor de R En la ecuación de los gases ideales, R es constante universal del los gases R=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 = ___ L Presión: ___ 14.7 psi = ___ atm Temperatura: ___ °C = ___ K Mol (n): ___ mol Para calcula mol: utiliza la masa y el dato 30g/mol (“masa molar”)

Valores de R 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 Cierre Volumen inicial (V1): ___ mL Utiliza los datos de la Volumen vs. Temperatura Volumen inicial (V1): ___ mL (n1) = (n2) = valor constante (P1) = (P2) = valor constante Volumen inicial (Vx)= (V1)/2: ___mL Temperatura (T2): ____ K