Teach ikasgaia
Gay-Lussac: zergatik erabiltzen dugu kelvin-eskala?
Behatu benetako saiakuntza bat eta alderatu P/T kalkulatzean zer gertatzen den tenperatura Celsius gradutan edo kelvinetan erabiliz gero.
Hasi saioa irakasle-kontu batekin klase-saioa prestatzeko. Ikasleak klase-kode batekin sartzen dira.
Lehen aldia duzu LabsLand-en? Sortu irakasle-kontua
Ikaskuntza-emaitzak
Laborategiko benetako datuetako Celsius tenperaturak kelvinetara bihurtzea.
P/T(K)-ren hainbat balio kalkulatu eta alderatzea.
Gasen legearen zatidurak zergatik erabiltzen duen tenperatura absolutua azaltzea.
Ikaslearen jardueraren aurrebista
Jardueraren edukia
Aurrebista soilik. Klase-saio batean, ikasleek erantzunak bete eta lana irakasleari bidal diezaiokete.
Eskalak esanahia aldatzen du
5 min
40 °C-an dagoen gas bat 20 °C-an dagoena baino «bi aldiz beroagoa» al dago? Ez. Celsius eskalak urarekin lotutako puntu batean kokatzen du 0 °C; zero hori beste leku batean kokatzeak ez du gasaren egoera fisikoa aldatzen. Izan ere, 20 °C eta 293,15 K balioek tenperatura berbera adierazten dute.
Alde hori garrantzitsua da zatidura bat erabiltzean. Gay-Lussacen legean, presioa eta tenperatura P/T zatiduraren bidez alderatzen ditugu. Zatidura horrek zentzu fisikoa izan dezan, tenperatura hitzarmenez hautatutako zero batetik neurtu ordez, zero fisikotik neurtu behar da. Kelvin-eskala tenperaturaren beheko mugan hasten da: 0 K-an. Horregatik balio du tenperatura absolutuak alderatzeko; «Celsius graduen bikoitza» esateak, aldiz, ez du esan nahi tenperatura absolutua bikoitza denik.
Bi taldek berotutako ontzi bera aztertuko dute orain. Batek Celsius graduekin kalkulatuko du zatidura, eta besteak kelvinekin. Emaitza bakoitza zenbat aldatzen den egiaztatuko duzu, eta laborategiko datuekin erabakiko duzu zer eskalak adierazten duen hobeto presioaren eta tenperaturaren arteko erlazioa.
Celsius gradutatik kelvinetara
Erabili irudia bihurketa gogoratzeko. Marka-bikote bakoitzak tenperatura bera adierazten du bi eskaletan. Taulan, erabili K = °C + 273,15.
Eredu idealak P/T(K) konstantetzat hartuko luke. Zer aurreikusten duzu benetako irakurketetarako?
Justifikatu hautua esaldi batean. Eredu ideala edo benetako neurketen ziurgabetasuna aipa ditzakezu.
Behatu datuak nondik datozen
12 min
Ireki laborategia eta behatu etanol-lagin bera bolumen finkoan berotzen. Hasi aurretik, prestatu paperean edo ohar batean bi errenkada, unea, tenperatura eta presioa zutabeekin. 00:30 eta 03:30 uneetatik hurbil, tenperatura °C-tan eta presioa kPa-tan jasoko dituzu; ondoren, bi tenperaturak kelvinetara bihurtuko dituzu. Jarduerak saiakuntza bereko erreferentzia-errenkadak ere baditu alderatzeko.
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 zutabeen goiburuetan ageri dira. Ondoren, bihurtu tenperatura bakoitza K-ra eta biribildu hamarren batera. Azkenik, kalkulatu P/T(K) bakoitza eta gorde lau hamartar.
| Saiakuntzako unea (min:s) | Tenperatura °C | Presioa kPa | Tenperatura K | P/T(K) kPa/K |
|---|---|---|---|---|
Taula bete ondoren, zer ikusten duzu zure bi P/T(K) balioak alderatzean?
Alderatu zatidurak
13 min
Zerrendan saiakuntza bereko hiru erreferentzia-puntu daude, dagoeneko kalkulatuta. Lehenik, Celsius tenperaturak hamarren batera biribildu dira; ondoren, 273,15 gehitu zaie eta kelvinetan lortutako balioak hamarren batera biribildu dira. P/T lau hamartarrekin ageri da. Erabili zerrenda kontsultarako. Zure bi zatidurak laborategiko irakurketetatik kalkulatu dituzunak dira oraindik.
Erreferentziako datuak
- 1. neurketa: T = 23,9 °C = 297,1 K; P = 87,76 kPa; P/T = 0,2954 kPa/K.
- 41. neurketa: T = 34,9 °C = 308,1 K; P = 91,36 kPa; P/T = 0,2965 kPa/K.
- 61. neurketa: T = 44,6 °C = 317,8 K; P = 95,48 kPa; P/T = 0,3004 kPa/K.
Kalkulua Celsius graduekin. Kalkulatu eta bete formatu hau: Hasierako zatidura = ___ kPa/°C; amaierako zatidura = ___ kPa/°C; aldaketa erlatiboa = ___ %. Erabili 87,76 / 23,9, 95,48 / 44,6 eta |azkena − lehena| / lehena × 100. Biribildu zatidurak bi hamartarrera eta ehunekoa hamarren batera.
Aldaketa kelvinekin. Erabili erreferentzia-zerrendako lehen eta azken zatidurak, |azkena − lehena| / lehena × 100 kalkulatzeko. Idatzi eragiketa eta ehunekoa, hamarren batera biribilduta.
Zer eskalarekin da egonkorragoa kalkulatutako zatidura?
Justifikatu aurreko hautua: alderatu Celsius graduekin kalkulatutako aldaketa erlatiboa eta erreferentzia-zerrendako kelvinekin kalkulatutakoa. Ez kalkulatu berriro.
Erabaki zer eskalak adierazten duen hobeto erlazioa
8 min
Tenperatura berak baina zeroaren kokapen desberdinak dituzten bi eskalarekin kalkulatu dituzu zatidurak. Erabili zatiduren egonkortasuna eta zero bakoitzaren kokapena zure ondorioa osatzeko. Mugatu erantzuna tenperatura-eskalen alderaketara: benetako irakurketen arteko alde txikiek ez dute uzten konstante zehatz bat lortu duzula esaten.
Ondorioa. 2–3 esalditan, adierazi zer eskala den egokia legerako eta azaldu zergatik den garrantzitsua haren zero fisikoa. Erabili gutxienez kalkulatu dituzun ehunekoetako bat ebidentzia gisa.
Alderatu zure bi P/T(K) zatiduren emaitza hasierako aurreikuspenarekin. Zer egingo duzu aurreikuspenarekin?
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