Teach ikasgaia
Gay-Lussac: noraino balio du ereduak?
Alderatu neurtutako datuak, doikuntza lineala eta estrapolazioa, bakoitzetik zer ondorio atera daitekeen erabakitzeko.
Hasi saioa irakasle-kontu batekin klase-saioa prestatzeko. Ikasleak klase-kode batekin sartzen dira.
Lehen aldia duzu LabsLand-en? Sortu irakasle-kontua
Ikaskuntza-emaitzak
Eredu lineala neurtutako tartean interpretatzea, estrapolazioari gehiegizko baliorik eman gabe.
Azaltzea zergatik benetako saiakuntza bakar batek ez duen zero absolutua zehazki frogatzen.
Ebidentzia, eredua eta mugak bereizten dituen ondorioa idaztea.
Ikaslearen jardueraren aurrebista
Jardueraren edukia
Aurrebista soilik. Klase-saio batean, ikasleek erantzunak bete eta lana irakasleari bidal diezaiokete.
Noraino fidatuko zinateke zuzen batez?
5 min
Zuzen batek oso ondo laburbil dezake datu multzo bat, baina ez du horregatik edozer aurreikusteko balio. Laborategi honetako neurketak 24 °C eta 45 °C artean daude. Zuzen bera erabiltzea tarte horretatik berrehun gradu baino urrunago zer gertatuko litzatekeen aurreikusteko estrapolatzea da.
Estrapolatzea baliagarria izan daiteke oraindik eremu batean neurtzerik ez dugunean: lehen hurbilketa bat egiteko, hipotesi bat formulatzeko edo hurrengo esperimentua aukeratzeko balio du. Baina kalkuluak ez du datu berririk sortzen. Neurtutako tartetik zenbat eta gehiago urrundu, orduan eta garrantzitsuagoa da baldintzak eta joera berberak mantentzea aurreikuspena fidagarria izan dadin.
Jarduera honetan etanol-lagin bat benetan berotzen ikusiko duzu, bolumen finkoan, eta hiru gauza bereizten ikasiko duzu: laborategiak neurtutakoa, neurketa horiek laburbiltzen dituen zuzena eta zuzen hori luzatuta lortzen dugun aurreikuspena.
Doikuntza ikusi aurretik, fidatuko al zinateke neurtutako datuetatik berrehun gradu baino urrunago egindako aurreikuspen batez?
Lotu eredua benetako datuekin
12 min
Ireki laborategia eta behatu benetako beroketa-saiakuntza. Hasi aurretik, prestatu bi ohar: 00:30 eta 03:30 uneetatik hurbil, tenperatura °C-tan eta presioa kPa-tan jasoko dituzu. Ondoren, neurketa horiek jarduerako grafikoarekin eta doikuntzarekin alderatuko dituzu.
Ireki Gay-Lussacen laborategia
Lagin itxiak etanol kantitate oso bera du beti, eta ontziaren bolumena finko mantentzen da. Eredu idealak fase gaseosoko kantitatea ere finkotzat hartzen du; laborategiak tenperatura eta presioa jasotzen ditu, ez fase bakoitzeko kantitatea.
Ireki laborategia jarduera honetako botoitik.
Konfigurazio-pantailan, hautatu eskuragarri dagoen lagin bakarra: 0,014 mol etanol.
Hasi behaketa bakar bat, 4 minutu ingurukoa. Saiakuntzan, idatzi gutxi gorabeherako tenperatura- eta presio-irakurketak hurrengo taulan adierazitako uneetan.
Itzuli TEACHera eta bete taula hori analisiari ekin aurretik.
Klase-saio batean erabilgarri
Laborategiko irakurketak
Uneak dagoeneko idatzita daude. Kopiatu behatutako irakurketak °C eta kPa zutabeetan. Unitateak goiburuetan ageri dira.
| Saiakuntzako unea (min:s) | Tenperatura °C | Presioa kPa |
|---|---|---|
Taula bete ondoren, deskribatu esaldi batean tenperaturaren eta presioaren baterako joera. Ez kopiatu berriro lau balioak.
Neurtzea eta estrapolatzea bereizi
10 min
Eredu ideala. Kelvin-eskala absolutua da: 0 K tenperatura -273,15 °C-ri dagokio. Gas idealaren ereduan, P/T(K) zatidura konstante mantentzen da gas kantitatea eta bolumena aldatzen ez badira; P presio absolutua da.
Nahastu behar ez diren hiru ideia:
- Neurtutako datua laborategiak hartutako benetako presio- eta tenperatura-irakurketa da.
- Doikuntza neurketa askoren joera laburbiltzen duen ekuazioa da. Bereziki baliagarria da aztertutako tartearen barruko balioak zenbatesteko eta joera alderatzeko.
- Estrapolazioak ekuazio hori neurtutako tartetik kanpo erabiltzen du. Aurreikuspen bat edo esperimentu berri bat bidera dezake, baina fidagarria izateko, joera eta ereduaren baldintzak eremu horretan ere mantendu behar dira.
24 °C eta 45 °C inguruko mugen arteko 61 irakurketen doikuntza hau da: P(kPa) ≈ 0,37624 T(°C) + 78,436. Irudiak datuak, tartearen barruko doikuntza eta haren estrapolazioaren zati bat erakusten ditu. Hoztean etanola fasez aldatzen bada edo ereduaren baldintzak betetzeari uzten badio, zuzena luzatzeak ez luke fenomeno bera deskribatuko. Irudiak ez du P = 0 ebakidura adierazten: zuk kalkulatuko duzu.
Neurtutako datuak, doikuntza eta estrapolazioa
Puntu urdinak neurketak dira. Zati berdea neurtutako tartearen barruko doikuntza da; anbar-koloreko lerro etena doikuntza bera datuetatik kanpo luzatzearen zati bat da. Irudiak ez du erakusten non iristen den P = 0-ra: zuk kalkulatuko duzu. Beheko xehetasunak puntuak eta doikuntza 24 °C eta 45 °C artean ikuskatzeko aukera ematen du.
Kalkulatu ebakidura. Erabili kalkulagailua. P ≈ 0,37624 T + 78,436 ekuazioan, jarri P = 0, askatu T eta erakutsi eragiketa. Biribildu ebakidurako tenperatura 0,1 °C-ra.
Alderatu distantziak. Kalkulatu diferentzia positiboak eta bete: |24 − ebakidurako T| = ___ °C; |−273,15 − ebakidurako T| = ___ °C. Biribildu biak 0,1 °C-ra.
Mugak aitortzen dituen ondorioa
13 min
Ondorio zientifikoak ebidentziak ahalbidetzen duena zehazki adierazi behar du. Ikaskide batek hau dio: «Zuzenak P = 0 ebakitzen duenez, laborategi honek zero absolutua zehazki frogatu du». Ebaluatu baieztapen hori hurrengo eremuetan.
Epaia. Justifikatuta al dago laborategiak zero absolutua zehazki frogatu duela esatea?
Osatu esaldi hau: 24 °C eta 45 °C artean, datuek erakusten dute... Mugatu erantzuna neurtutako tartearen barruan ikusten denera.
Neurketa ala estrapolazioa. Zuzendu esaldi hau: «Laborategiak zero presioa neurtu zuen kalkulatutako ebakiduran». Aipatu gutxi gorabeherako ebakidura eta zero absolutura arteko distantzia.
Mekanismo fisikoa. Etanola asko hoztean, gasaren zati bat kondentsa daiteke. Ereduko zer kantitatek utziko lioke finkoa izateari? Azaldu zergatik egin lezakeen huts orduan zuzenaren luzapenak.
Neurketak hobetzea. Proposatu ikerketa fidagarriagoa egingo lukeen aldaketa zehatz bat. Azaldu esaldi batean nola murriztuko lukeen muga bat.
Bihurtu aurrebista hau klase-saio batean
Jarraitu LabsLand Teach-era ikasgai hau ikasleekin erabiltzeko eta kontuaren sarbidea berrikusteko.
Lehen aldia duzu LabsLand-en? Sortu irakasle-kontua