Teach Urruneko laborategidun ikasgaiak

Teach ikasgaia

Gay-Lussacen legea: presioa eta tenperatura benetako saiakuntza batean

Ikasleek UNEDen Gay-Lussacen urrutiko laborategia erabiltzen dute, bolumen finkoan presioa tenperatura absolutuarekiko gutxi gorabehera proportzionala den aztertzeko.

  • Gay-Lussac-en Legea
  • 60 min
  • Gasen legeak bigarren hezkuntzan / DBH 4–Batxilergoa
  • eu
  • Physics · Chemistry

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

UNEDen Gay-Lussacen urrutiko laborategiaren irudia: bolumen finkoko ontzia, berogailu-plaka eta presioa eta tenperatura erakusten dituen pantaila.
Gay-Lussac-en Legea

Ikaskuntza-emaitzak

  • Gay-Lussacen urrutiko laborategiko benetako behaketa erabiltzea presioari eta tenperaturari buruzko ebidentzia jasotzeko.

  • Celsius tenperaturak kelvinetara bihurtzea, gasen legeko zatidura erabili aurretik.

  • Hautatutako errenkadetan P/T(K) kalkulatzea eta gutxi gorabehera konstantea den baloratzea.

  • Benetako datuekin presioaren grafikoa egitea edo deskribatzea, tenperatura kelvinetan adierazita.

  • Azaltzea zergatik ez zaion gehiegizko baliorik eman behar tarte estuko benetako datuetatik egindako estrapolazioari.

  • Presioaren eta tenperaturaren arteko erlazioari buruzko ondorioa idaztea, baieztapena, ebidentzia eta arrazoibidea lotuz.

Ikaslearen jardueraren aurrebista

Jardueraren edukia

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

1

Aurreikusi presioaren eta tenperaturaren arteko joera

8 min

Irudikatu ontzi zurrun batean itxitako gas bat. Berotzean, haren partikulak azkarrago mugitzen dira eta ontziaren pareten aurka maizago eta indar handiagoz talka egiten dute. Ontzia ezin denez hedatu, talka horiek presioa handitzea eragin dezakete.

Gay-Lussacen legeak ideia hori eredu bihurtzen du: gas kantitatea eta bolumena finko mantentzen badira, presioa tenperatura absolutuarekin handitzen da. Ereduan, P presio absolutua da. Laborategian etanola benetan berotzen ikusiko duzu, eta datuek joera hori duten erabakiko duzu. Hasteko, gas kantitate finkoa duen eredu sinplifikatua erabiliko duzu; aurrerago, aztertuko duzu zergatik ez duten benetako lagin batek eta sentsoreek zertan proportzio perfektua eman.

Ibilbidea hau izango da: presioa eta tenperatura behatzea, Celsius graduak kelvinetara bihurtzea, P/T(K) zatidura alderatzea, grafikoa egitea eta ebidentziaren mugak errespetatzen dituen ondorioa idaztea.

Jarduerarako ideia nagusiak:

  • Presioa gasak ontziaren paretetan azalera-unitateko egiten duen indarra da. Laborategiak kilopascaletan (kPa) ematen du.
  • Tenperatura Celsius gradutan jasotzen da, baina gasen legeetako zatidurek kelvinak (K) erabiltzen dituzte, eskala hori zero absolutuan hasten delako. Adibidez, 24 °C eta 297,15 K tenperatura bera dira. Bihurtzeko: T(K) = T(°C) + 273,15.
  • Zuzeneko proportzionaltasunak esan nahi du bi magnitude aldatzean haien zatidura konstante mantentzen dela. Benetako datuetan, hurbilketa hori betetzen den aztertuko dugu: presioa tenperatura absolutuarekiko proportzionala bada, P/T(K) gutxi aldatu beharko litzateke.
  • Presioa tenperaturaren arabera adierazten duen grafikoan, tenperatura kelvinetan emanda, tenperatura ardatz horizontalean doa eta presioa bertikalean. Goranzko joera ia zuzen batek eredua babesten du neurtutako tartean; ez du frogatzen edozein tenperaturatan berdin balio duenik.

Gay-Lussacen benetako muntaia

UNEDen Gay-Lussacen urrutiko laborategiaren irudia: bolumen finkoko ontzia, berogailu-plaka eta presioa eta tenperatura erakusten dituen pantaila.

Laborategiko bideoak bolumen finkoko muntaia eta presioaren eta tenperaturaren pantaila erakusten ditu. Laborategiak saiakuntza honetako presio-tenperatura serie osoa jasotzen du.

Aztertuko dugun eredua

Laborategia ireki aurretik, aurreikusi zer gertatuko den tenperatura 24 °C ingurutik 44 °C ingurura igotzean. Idatzi hiru ideia labur: (1) presioa igo, jaitsi edo bere horretan mantenduko den; (2) zer eragin duen bolumena finkoa izateak eta tenperatura kelvinetan alderatzeak; eta (3) zergatik benetako datuek ez duten zertan ereduari zehazki jarraitu.

Zergatik erabiltzen du jarduera honek tenperatura kelvinetan gasen legeko zatidurarako?

2

Erabili lagin bakarreko laborategia arretaz

10 min

Gay-Lussacen laborategiak etanol-laginaren beroketa-serie bat erakusten du. Hori nahikoa da presioaren eta tenperaturaren analisi egokia egiteko. Zure zeregina saiakuntza behatzea, emandako errenkadak erabiltzea, unitateak egiaztatzea eta eredua baloratzea da.

Laborategiko lan-urratsak

Bost urrats: lagin finkoa hautatu, beroketa behatu, emandako taula erabili, kelvinetara bihurtu eta presioa tenperaturaren arabera kelvinetan grafikoki adierazi.

Jarduerak etanol #1 laginaren presio-tenperatura serie bakarra erabiltzen du.

Ireki Gay-Lussacen laborategia

  1. Ireki Gay-Lussacen laborategia jarduera honetako laborategi-botoiarekin.

  2. Lehen klikarekin irekitzen ez bada, erabili esteka berriro irekitzeko.

  3. Konfigurazioan, hautatu eskuragarri dagoen lagina. Laborategiak 0.014 moles ethanol #1 izenarekin erakuts dezake.

  4. Hasi behaketa. Begiratu presioaren eta tenperaturaren pantailari beroketan zehar.

  5. Erabili jarduerako datu-taula saiakuntzako une desberdinetako errenkadekin lan egiteko.

  6. Egiaztatu presioa eta tenperatura nola igotzen diren; ondoren, erabili emandako errenkadak zatidurak kalkulatzeko.

Klase-saio batean erabilgarri

Zer planek ahalbidetzen du Gay-Lussacen saiakuntza honetarako taula erabilgarria egitea?

3

Egin taula erreferentzia-datuekin

16 min

Erabili beroketaren une desberdinetako sei errenkada gutxienez. Beheko errenkadak laborategian behatzen duzun Gay-Lussacen saiakuntza berekoak dira; beraz, ez aldatu lagina, gas kantitatea edo bolumena.

Presioaren eta tenperaturaren ebidentzia-taula

Erabili saiakuntza honetako emandako errenkadak. Kelvinetako zutabea dagoeneko beteta dago, bihurketa egiaztatu eta P/T(K) kalkulatu ahal izateko. Mantendu nahikoa zifra esanguratsu joera baloratzeko. Tenperaturaren C goiburuak Celsius graduak (°C) adierazten ditu.

Datu-errenkada edo unearen oharra Tenperatura C Tenperatura K Presioa kPa P/T(K) kPa/K Behaketaren oharra

Berrikusi zure taula. Zer tenperatura- eta presio-tarte hartzen dituzte zure errenkadek? Nola egiaztatu duzu kalkulu berean Celsius graduak eta kelvinak ez dituzula nahastu?

Erabili 30,8 °C eta 90,0 kPa inguruko errenkada bat P/T(K) kalkulatzeko. Erakutsi Celsius gradutatik kelvinetara egindako bihurketa azalpenean. Zenbakizko eremuan, idatzi hamartarra puntuarekin; adibidez, 0.296.

4

Adierazi erlazioa grafikoki

12 min

Egin presioaren grafikoa tenperaturaren arabera kelvinetan, zure taula erabiliz. Erabili zeure grafikoa erlazioa gutxi gorabehera lineala den erabakitzeko; ez duzu emaitza jakin behar puntuak adierazi aurretik.

Prestatu grafikoa

Grafikoa prestatzeko gida: tenperatura kelvinetan x ardatzean eta presioa kPa-tan y ardatzean, datu-puntuak erakutsi gabe.

Erabili gida hau ardatzak, unitateak eta aukeratutako errenkadak egiaztatzeko, puntuak interpretatu aurretik.

Presioaren eta tenperaturaren ebidentzia grafikoa

Erantsi grafikoa, kalkulu-orria, esteka edo testu- edo irudi-erreferentzia argia, presioa ardatz bertikalean eta tenperatura kelvinetan horizontalean erakusten dituena. Testu-erreferentzia onargarria da erabilitako puntuak, bi ardatzak, unitateak eta joera identifikatzen baditu. Grafikoak taulako errenkadak erabili behar ditu, ez asmatutako adibide-datuak.

5

Saihestu gehiegizko bi ondorio

10 min

Laborategi honetan bi akats ohikoak dira: gasen legeko zatiduran Celsius graduak erabiltzea eta benetako datuen tarte labur bateko joera zero absolutuaren froga perfektutzat hartzea.

Kelvinetarako bihurketaren garrantzia

Alderaketa: P Celsius tenperaturaz zatitzeak zatidura engainagarria ematen du gasen legerako; P kelvinetan emandako tenperaturaz zatitzeak, berriz, eskala absolutua erabiltzen du.

Gasen legean, P/T-k zentzua izateko, T tenperatura absolutua izan behar da. Giro-tenperaturatik hurbil Celsius graduekin kalkulatutako zatidurak ez du kelvinekin kalkulatutakoa ordezten.

P/T kalkulatzean izendatzailean 30,8 °C erabiltzen baduzu 303,95 K-ren ordez, zer gertatzen zaio zatidurari?

Erreferentzia-datu guztien doikuntza oso lineala da 24–44 °C inguruan. Hala ere, haren estrapolazio zuzena —zuzena neurtutako puntuetatik askoz harago luzatzea— -210 °C inguruan iristen da zero presiora, eta ez -273 °C inguruan. Zergatik ezin dugu ondorioztatu saiakuntza bakar honek zero absolutua zehazki frogatzen duenik?

6

Idatzi ondorio zientifikoa

4 min

Erabili zure taula, zatiduraren kalkulua, grafikoa eta mugen eztabaida azken ondorioa idazteko.

Etiketatutako grafikoa erabiliz, idatzi ondorio labur bakarra (3–4 esaldi): baloratu presioaren eta tenperatura absolutuaren arteko erlazioa bi zenbakizko daturekin, azaldu zergatik erabiltzen diren kelvinak eta adierazi muga bat. Ikasle gazteago bati zuzenduta idatz dezakezu; ebidentzia bera ebaluatuko da.

7

Aukerako sakontzea: lotu gasen legeak

15 min

Zure ikasgelan Boyleren edo Charlesen legea ikasi baduzue, alderatu zer mantentzen den konstante lege bakoitzean.

Alderatu Gay-Lussacen legea beste gas-lege batekin. Lege bakoitzerako, identifikatu mendeko aldagaia, aldagai askea eta kontrolatutako aldagaiak.

Bihurtu aurrebista hau klase-saio batean

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