Teach Urruneko laborategidun ikasgaiak

Teach ikasgaia

Gas baten presioa eta bolumena: kapsula txikia, presio handia

Esperimentatu gas idealaren eredu batekin lagin-ganbera itxi baten neurria erabakitzeko, eta aplikatu erlazioa kasu berri batean. Boyleren legea lantzen du. Nabigatzailean soilik: ez da laborategirik ez ikasgelako materialik behar.

  • 20 min
  • 14–17 urte
  • eu
  • Physics

Hasi saioa irakasle-kontu batekin klase-saioa prestatzeko. Ikasleak klase-kode batekin sartzen dira.

Ikaskuntza-emaitzak

  • Gas idealaren eredu bat erabiltzea, tenperatura finkoan bolumena aldatzean presioa nola aldatzen den iragartzeko.

  • Presioaren eta bolumenaren arteko erlazio bat ereduko irakurketa hautatuekin oinarritzea.

  • Zenbakizko hainbat baldintza betetzen dituen diseinu bat aukeratzea eta justifikatzea.

  • Erlazioa abiapuntu berri bati aplikatzea eta eredu batek gas errealei buruz zer ezin duen frogatu esatea.

Ikaslearen jardueraren aurrebista

Jardueraren edukia

Aurrebista soilik. Klase-saio batean, ikasleek erantzunak bete eta lana irakasleari bidal diezaiokete.

1

Misioa

Ikerketaren testu-bertsioa

Ikerketa-drone batek aire-lagin itxi bat ekarri behar du etxera, baina ganbera handiegia da itzulerako konpartimenturako. Aurkitu misioaren presio-arauak betetzen dituen bolumenik txikiena, mililitro osoetan.

Ikasgai honetako zenbaki guztiak gas idealaren eredu batetik datoz. Hemen ez da ezer neurtzen benetako tresnekin. Ereduarekin esperimentatu eta erabaki bat hartzeko erabil dezakezu, baina haren balioek ezin dute frogatu gas errealek eredua eraikitzeko erabili den araua betetzen dutenik.

Bertsio honek interaktiboaren galdera berberak ditu eta grafikorik gabe dabil. Erantzun galdera bakoitza aurrera irakurri aurretik: orri honetan ezerk ez dizu eragozten aurrez irakurtzea, eta irakasleak ikus dezake bertsio hau erabili duzula.

2

1. Iragarri behatu aurretik

3 min

Ganbera itxiak 60 mL eta 100 kPa-ko presio absolutua ditu hasieran. Estalki termiko batek gasa 293 K-tan (20 °C inguru) mantentzen du.

Lehen iragarpena

30 mL-tan, zer presio iragartzen duzu? Zergatik? Azaldu zer alda dezakeen bolumena erdira txikitzeak.

Proba bidezkoaren muntaia

Zein muntaiak isolatzen du bolumenaren eragina?

Egiaztatu zure muntaia

Mantendu ganbera itxita eta tenperatura finko. Balbula irekitzean gas kantitatea aldatzen da; berotzean, tenperatura. Bi kasuetan ezingo zenuke bolumenaren eragina isolatu.

3

2. Probatu zure ideia bidezko moduan

4 min

Eredu idealaren balioak, kalkulatuak eta ez neurtuak

Aukeratu gutxienez lau irakurketa, 60 mL eta 30 mL barne, bolumenaren bi jauzi berdin ematen dizkizutenak. Kopiatu taulara.

  • 60 mL → 100,0 kPa
  • 55 mL → 109,1 kPa
  • 50 mL → 120,0 kPa
  • 45 mL → 133,3 kPa
  • 40 mL → 150,0 kPa
  • 35 mL → 171,4 kPa
  • 30 mL → 200,0 kPa

Gasa egonkortu ondorengo balioak dira, gas kantitate finko batentzat 293 K-tan. Benetako konpresio azkar batean gasa une batez berotu daiteke; eredu honek ez du hori erakusten.

Ereduko zure irakurketak (eredu ideala, ez neurtuak)

Idatzi aukeratu dituzun irakurketak, bat errenkada bakoitzeko. Utzi gainerako errenkadak hutsik.

Bolumena mL Ereduaren presioa kPa

Bi jauzi berdin

Bolumena bi jauzi berdinetan jaisten denean, zenbat igotzen da presioa bakoitzean? Zer esaten du horrek zure iragarpenaz?

4

3. Joera batetik iragarpen batera

4 min

Proposatutako erlazioa

Zure ustez, zein magnitude mantentzen da konstante?

Zure oinarria

Oinarritu zure erlazioa erregistratutako bi behaketatan.

Iragarpena 24 mL-tan

Erabili zure erlazioa: zer presio iragartzen duzu 24 mL-tan, probatu dituzun bolumenetatik haratago?

Partikulen bidezko azalpena

Zergatik igotzen da presioa tenperatura berean?

Egiaztatu zure arrazoibidea

24 mL-tan ereduak 250 kPa ematen du: P × V 6000 kPa·mL-tan mantentzen da gas kantitate eta tenperatura berberekin. P + V aldatu egiten da (100 + 60 = 160, 200 + 30 = 230), eta P ÷ V ere bai.

Partikulek maizago jotzen dute paretaren azalera bakoitza. Ez dira txikiagotzen, eta tenperatura finkoan batez besteko abiadura bera mantentzen dute.

Hemen presioa absolutua da: hutsetik neurtua, ez inguruko airetik.

5

4. Zenbateraino txikitu dezakezu?

4 min

Aukeratu hiru arauak betetzen dituen zenbaki osoko bolumenik txikiena. Muga hauek fikziozko diseinu-erronka honenak dira.

  • Lagin-konpartimentuan 40 mL sartzen dira gehienez.
  • Presio absolutuaren muga 180 kPa da.
  • Utzi gutxienez 10 kPa-ko tartea muga horren azpian.

Kalkulatu P = 6000 ÷ V, eta ondoren tartea = 180 − P. Gorde saiakera bakoitza zure oharretan.

Zure bolumena

Zein da hiru arauak betetzen dituen zenbaki osoko bolumenik txikiena?

Zergatik ez du balio bolumen txikiago batek

Zergatik ez luke balioko mL osoko bolumen txikiago batek? Erabili erronka honetako zenbakiak.

Egiaztatu zure diseinua

36 mL-k 166,7 kPa ematen du eta 13,3 kPa-ko tartea uzten du. 35 mL-k 171,4 kPa ematen du eta 8,6 kPa-ko tartea baino ez du uzten. Ikasgelako diseinu-arauak dira, ez inongo tresnaren segurtasun-ziurtagiria.

6

5. Zer esan diezazukeen eredu honek, eta zer ez

2 min

Alderantzizko erlazio bat erabili duzu erabaki bat hartzeko. Eredua P × V konstantea izateko eraiki zen; beraz, harekin esperimentatuz ezin zen arau hori gas errealaren aurrean probatu. Benetako xiringa batek bai. Irakasleak LabsLand-en Boyle ikasgaia eslei diezazuke; bertan, benetako tresnekin grabatutako neurketekin egingo duzu lan.

Hausnarketa

Zer behaketak eragingo lizuke eredu honetaz zalantza egitea? (Aukerakoa)

7

Azken galdera bat

3 min

Galdera hau benetako xiringa bati buruzkoa da, ez ereduari buruzkoa. Ez du pistarik ez berehalako atzeraelikadurarik. Irakasleak irakurriko du zure arrazoibidea.

Benetako xiringa bat 86 kPa-tan hasten da, 60 mL aire itxirekin, tenperatura finkoan.

30 mL-tan espero den irakurketa

Zer irakurketa espero duzu 30 mL-tan?

45 mL-tan espero den irakurketa

Zer irakurketa espero duzu 45 mL-tan?

Zure arrazoibidea

Azaldu nola lortu dituzun irakurketa horiek.

Bihurtu aurrebista hau klase-saio batean

Jarraitu LabsLand Teach-era ikasgai hau ikasleekin erabiltzeko eta kontuaren sarbidea berrikusteko.