Lección Teach
Gay-Lussac: dibujar la relación presión-temperatura
Usa datos reales de Gay-Lussac para construir una gráfica de presión frente a temperatura absoluta e interpretar el patrón.
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Resultados de aprendizaje
Preparar una gráfica de presión frente a temperatura en kelvin.
Usar datos reales repartidos por el ensayo para interpretar un patrón aproximadamente lineal.
Distinguir una relación observada de una extrapolación del modelo ideal.
Entregar una gráfica revisable con ejes, unidades y origen de datos claros.
Vista previa de la actividad del estudiante
Contenido de la actividad
Solo vista previa. En una sesión de clase, los estudiantes pueden completar respuestas y entregar su trabajo al docente.
¿Qué puede demostrar una gráfica?
5 min
Un técnico debe decidir si la presión aumenta de forma regular al calentar un recipiente rígido. Una lista de lecturas sueltas no basta para reconocer bien el patrón: necesita una gráfica que combine datos de referencia y observaciones del ensayo. Construirás una gráfica de ocho puntos, cinco incluidos y tres observados por ti. La lista de cinco puntos de referencia ya expresa la temperatura en kelvin (K = °C + 273,15); en la tabla de observaciones convertirás las lecturas Celsius de la pantalla y redondearás K a una décima.
Antes de construir la gráfica, ¿qué dirección predices para los puntos al aumentar la temperatura en kelvin?
Explica tu predicción en una o dos frases. Relaciona temperatura y presión o menciona que el recipiente mantiene el volumen fijo.
Recoge tres puntos del ensayo
10 min
Abre el laboratorio y toma tres lecturas repartidas por el calentamiento. Antes de iniciar, prepara apuntes para 00:30, 02:00 y 03:30: en cada momento registrarás temperatura en °C y presión en kPa. Después las combinarás con cinco puntos de referencia del mismo ensayo.
Abrir el laboratorio de Gay-Lussac
La muestra sellada contiene siempre la misma cantidad total de etanol y el recipiente mantiene volumen fijo. El modelo ideal trata también como fija la cantidad en fase gaseosa; el laboratorio registra temperatura y presión, no la cantidad en cada fase.
Abre el laboratorio desde el botón de esta actividad.
En la pantalla de configuración, selecciona la única muestra disponible: 0,014 mol de etanol.
Inicia una sola observación, de unos 4 minutos. Durante el ensayo, anota las lecturas aproximadas de temperatura y presión en los momentos indicados en la tabla siguiente.
Vuelve a TEACH y completa esa tabla antes de continuar con el análisis.
Lecturas del laboratorio
Los tiempos ya están escritos. Copia las lecturas observadas en las columnas de °C y kPa. Las unidades aparecen en los encabezados. Después convierte cada temperatura a K y redondea a una décima.
| Tiempo del ensayo (min:s) | Temperatura °C | Presión kPa | Temperatura K |
|---|---|---|---|
La tabla también se calificará. Después de completarla, responde con este formato: Menor: tiempo ___, T = ___ K. Mayor: tiempo ___, T = ___ K. Esos tiempos identificarán tus puntos en la gráfica.
Cinco puntos de referencia
- Punto A: T = 297,0 K; P = 87,76 kPa.
- Punto B: T = 300,9 K; P = 88,98 kPa.
- Punto C: T = 308,0 K; P = 91,36 kPa.
- Punto D: T = 312,6 K; P = 93,10 kPa.
- Punto E: T = 317,8 K; P = 95,48 kPa.
Construye, comprueba y entrega tu gráfica
25 min
Usa una hoja de cálculo y sigue esta ruta:
1. Crea tres columnas: T (K), P referencia (kPa) y P observada (kPa).
2. En las primeras cinco filas de datos, debajo de los encabezados, copia T y P de referencia en las dos primeras columnas; deja vacía la tercera.
3. En las tres filas de datos siguientes, copia tus T observadas en la primera columna y sus P en la tercera; deja vacía la segunda.
4. Selecciona las tres columnas e inserta una gráfica de dispersión XY. Google Sheets y otras hojas crearán dos series con una columna común de temperatura.
5. Deja T en el eje horizontal y P en el vertical. Usa un estilo distinto para cada serie y una leyenda con puntos de referencia y observaciones del laboratorio. Añade unidades y una escala numérica que cubra los ocho puntos.
6. Procura construir y formatear la gráfica en 15 minutos, usa 5 para comprobarla con los campos siguientes y reserva 5 para exportar y adjuntar el archivo.
Plantilla de ejes
La imagen no muestra la respuesta. Úsala para comprobar ejes y unidades; la escala y los puntos los añades tú en tu entrega.
Dirección. Al avanzar hacia temperaturas mayores, ¿qué hacen en conjunto los puntos de presión?
Forma. ¿Qué descripción se ajusta mejor al conjunto de puntos dentro del intervalo representado?
Puntos aislados. ¿Qué descripción coincide con tu gráfica?
Escribe una frase que explique por qué has descrito la forma como recta, curva o sin patrón. Usa la colocación de los puntos como evidencia.
Después de ver la gráfica, ¿qué haces con tu predicción inicial?
Tu gráfica presión-temperatura
Adjunta el PDF o archivo de hoja de cálculo. La gráfica debe mostrar presión en el eje vertical, temperatura en kelvin en el eje horizontal, unidades, escala numérica, los cinco puntos incluidos y tus tres observaciones con un estilo distinto y una leyenda que identifique ambos conjuntos.
Comprobación del archivo. ¿Qué descripción coincide con la gráfica que acabas de adjuntar?
Interpreta sin exagerar
10 min
Una buena gráfica no sólo dice si algo sube. También ayuda a decidir cuánto podemos afirmar.
Afirmación. En dos frases, indica qué relación muestra la gráfica entre presión y temperatura y limita la afirmación al intervalo aproximado representado.
¿Por qué deben mantenerse fijas la cantidad de gas y el volumen al estudiar la relación entre P y T?
Limitación. Nombra una limitación concreta del trabajo y explica cómo reduce lo que puedes concluir a partir de la gráfica.
Para analizar temperaturas muy alejadas, usa esta base: el modelo ideal establece P absoluta / T(K) = constante cuando cantidad y volumen son fijos. Decide si el intervalo medido permite comprobar una predicción cerca de 0 K y qué podría cambiar en una sustancia real.
Extrapolación. ¿Permiten los datos entre 297 K y 318 K comprobar qué ocurre cerca de 0 K?
En una o dos frases, indica qué predice el modelo ideal para la presión absoluta cerca de 0 K y explica por qué el etanol real o el estrecho intervalo medido podrían impedir comprobarlo.