Lección Teach
Gay-Lussac: ¿sube la presión al calentar un gas?
Observa un ensayo real de Gay-Lussac y usa pocas filas de datos para decidir cómo cambia la presión al calentar un gas a volumen fijo.
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Resultados de aprendizaje
Observar el ensayo remoto de Gay-Lussac y describir el cambio conjunto de presión y temperatura.
Usar 4 filas de datos reales para apoyar una afirmación cualitativa.
Distinguir una conclusión con evidencia de una predicción inicial.
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.
Primero, imagina el gas dentro del recipiente
8 min
Piensa en un bote de aerosol olvidado junto a un radiador o dentro de un coche al sol. Está cerrado y sus paredes metálicas apenas permiten que aumente el volumen interior. Si el contenido se calienta demasiado, el envase puede llegar a deformarse o romperse. ¿Qué cambia dentro antes de que eso ocurra? Esa es la pregunta física que hay detrás de la advertencia de no calentar aerosoles.
En esta actividad no harás esa prueba peligrosa. Usarás un laboratorio remoto controlado para entender la ley física que hay detrás. Observarás una muestra de etanol en un recipiente rígido, es decir, un recipiente cuyo volumen permanece fijo, y comprobarás qué ocurre con la presión al aumentar la temperatura. Para empezar usarás un modelo sencillo con una cantidad fija de gas; al final valorarás hasta dónde describe la muestra real.
Un caso real, no un experimento para casa
No calientes, perfores ni acerques un aerosol o cualquier recipiente cerrado a una llama. El caso sirve para plantear la pregunta; el ensayo seguro se realiza a distancia con el laboratorio de esta actividad.
El montaje real del laboratorio
El ensayo calienta una muestra de etanol en un recipiente de volumen fijo y muestra presión y temperatura durante el calentamiento.
Antes de mirar los datos, ¿qué predices para la presión cuando aumenta la temperatura?
El recipiente es rígido: durante el ensayo su volumen no cambia. Así, una expansión o compresión del recipiente no introduce otra causa para el cambio de presión.
Explica en una o dos frases por qué has elegido esa predicción, teniendo en cuenta que el volumen se mantiene fijo.
Observa el ensayo real
12 min
Abre el laboratorio desde esta actividad y realiza una sola observación de la muestra de etanol a volumen fijo. Antes de iniciar, prepara dos apuntes: cerca de 00:30 y de 03:30 registrarás temperatura en °C y presión en kPa.
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.
| Tiempo del ensayo (min:s) | Temperatura °C | Presión kPa |
|---|---|---|
Compara los extremos del calentamiento
8 min
Los dos datos siguientes muestran el inicio y el final del ensayo de referencia. La temperatura está en grados Celsius y la presión en kPa. Úsalos para calcular el cambio entre ambas medidas.
Datos de referencia
- Medida 1: T = 23,9 °C; P = 87,76 kPa.
- Medida 61: T = 44,6 °C; P = 95,48 kPa.
Calcula los cambios. Escribe ΔT = T final − T inicial y ΔP = P final − P inicial, ambos con unidades.
Al comparar el inicio y el final, ¿cómo cambian temperatura y presión?
¿Qué haces con tu predicción inicial después de revisar los datos?
Construye una conclusión con límites
8 min
No necesitas demostrar toda la ley de Gay-Lussac. Completa cuatro pasos breves: afirmación con evidencia, explicación con partículas, alcance del modelo y límite de aplicación. Para el modelo de partículas puedes usar estas palabras clave: temperatura, movimiento, choques, paredes y volumen fijo.
La cantidad total de etanol de la muestra permanece fija, pero el etanol puede repartirse entre fase líquida y gaseosa durante el calentamiento.
Afirmación y evidencia. En dos frases, indica qué ocurrió con la presión y apóyalo con los dos pares completos temperatura-presión que registraste a 00:30 y 03:30.
Razonamiento. En una o dos frases, relaciona calentamiento, movimiento de las partículas, choques con las paredes y volumen fijo.
Alcance del modelo. Usa el posible reparto entre fases para explicar por qué el ensayo no demuestra que el modelo de partículas sea la única explicación posible de la tendencia.
Límite de aplicación. Explica por qué esta actividad no permite calcular la temperatura o presión de fallo de un recipiente real. Nombra una propiedad del recipiente que no se haya ensayado.
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