MODULO 12-MATEMATICAS Estudiante: David Sarmiento Sansores Grupo M12C3G4-044 Facilitador: ELEAZAR JIMENEZ LOPEZ Septiembre 10 del 2016
Proyecto integrador Experimentando con las leyes de los gases Un reporte de práctica de la realización de un experimento, tiene el propósito de comunicar el objetivo del experimento y describir el procedimiento y resultados, paso a paso, con imágenes para que otra persona pueda llevarlo a cabo.
¿Qué producto entregarás? Un reporte de práctica del desarrollo de un experimento con una de las leyes de los gases: Boyle-Mariotte, Charles, Gay-Lussac, Avogadro y ley general de los gases. La extensión del documento deberá ser entre 8 y 10 páginas.
INTRODUCCION: REPORTE DE PRÁCTICA
LOS GASES Los gases son materia en estado gaseoso que se adaptan a la formula y el volumen del recipiente que los contiene, un gas al cambiar de recipiente se expande o se comprime, dé manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su recipiente, los gases se dejan dej an comprimir fácilmente, cuándo aplicamos un presión en un recipiente sobre ellos y al existir espacios intermoleculares, las moléculas se pueden acercar unas otras reduciendo su volumen. Los gases al no existir una fuerza de atracción intermolecular, se expanden espontáneamente. Los gases se encuentran en estado de materia liquida, sólida y gaseosa, son materia que dependen del estado de presión, volumen y temperatura a la que se encuentran sometidos. La temperatura (T) Ejerce influencia sobre el estado de un gas aumentando o disminuyendo la velocidad de las mismas y cuando trabajamos con la temperatura, la expresamos en grados kelvin (K), sabiendo que cero grados equivalen a 273.15 kelvin. También usamos al e xpresión (p) presión que se define como una relación e ntre fuerza (F) y superficie( S) . El volumen es todo el espacio ocupado por algún tipo de materia y en el caso de los gases, estos ocupan todo el volumen en el recipiente que los contiene. Ahora vamos a mostrar 4 leyes de los gases y su fórmula. La ley de Boyle Maryotte dice que “A temperatura constante, co nstante, el volumen de una masa gaseosa es inversamente proporcional a la presión aplicada” cuando la temperatura es constante. El volumen es inversamente proporcional a la presión: Si la presión aumenta, e l volumen disminuye. Si la presión disminuye, el volumen aumenta. Aclarando este concepto, si se tiene un cierto volumen de gas (V1 ) que se encuentra en una presión (P1 ) y si variamos la presión a ( P2) el volumen del gas variara hasta un nuevo valor (V2 ) Su fórmula es: P1• V1 = P2•V2 PV=K La ley de charles relaciona la t emperatura y el volumen de un gas cuando la presión se mantiene constante. “A presión constante, el volumen de la masa de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta de un gas.” Eso quiere decir que si tenemos un volumen de un gas (V1 ) que se encuentra a una temperatura (T1 ) y variamos el volumen de un gas hasta (V2) entonces la temperatura cambiara a (T2 ) su fórmula es:
1 1
=
2
2
La ley de Avogadro, aquí tiene uno que tomar en cuenta el concepto de Mol (n) el cual es importante para el desarrollo del tema, est a ley descubierta por Avogadro a principios del siglo XIX, establece la relación entre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienen constantes la temperatura y la presión. La cantidad de gas será considerada en moles. La ley de Avogadro menciona que ““El volumen de un gas es directamente proporcional a la cantidad de materia (número de moles), a presión y temperatura constantes.” Su fórmula es:
1 n1
=
2 n2
La ley Gay Lussac menciona que “a volumen constante la presión es directamente proporcional a la temperatura” es decir que si la temperatura aumenta la presión también aumenta. Su fórmula de esta ley se comprende así:
1 1
=
2 2
Mi reporte será prácticamente sobre e sta ley, la ley de gay Lussac con el objetivo de comprenderla y demostrarla mediante la teoría y práctica.
Reporte sobre Gay Lussac y su teoría Josep Louis Gay-Lussac a principios de 1800 estableció la re lación entre la temperatura y la pre sión de un gas cuando el volumen es constante. Al aumentar la temperatura, las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar. Gay-Lussac descubrió que en cualquier momento de este proceso, el cociente entre la presión y la
temperatura siempre tenía el mismo valor: Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P1 y a una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si aumentamos la temperatura hasta un nuevo v alor T2, entonces la presión se incrementará a P2, y se cumplirá:
Esta ley, al igual que la de Charles, está expresada en función de la tem peratura absoluta expresada en Kelvin. La isocora se observa en la siguiente gráfica P - V:
La expresión algebraica para la ley de gay Lussac es:
1 1
=
2 2
LEY DE GAY LUSSAC, MATERIAL Y EQUIPO Use
Un frasco de café Un encendedor Colorante vegetal de color rojo Una veladora Una vela Un plato hondo Y una taza de plástico
Ley de Gay-Lussac procedimiento “Explica de manera ordenada, clara, precisa y concisa los pasos para realizar la práctica, indica en los pasos si se deben considerar algunas medidas de seguridad. ”
Habiendo juntado los recipientes e ingredientes para hacer m i practica decidí no solo hacerla mediante fotos y grabe un video el cual guarde en YouTube para hacer más creíble mi practica y fue una práctica muy interesante para mí.
Como vemos debido a la falta de oxígeno dentro del vaso la vela se apagó, la temperatura bajo y el volumen de la presión de los gases se r edujo haciendo que la presión atmosférica externa empuje el agua hacia adentro del vaso y e l agua suba a un nivel hasta hacer que las presiones se igualen. Medidas de seguridad
No permitir que los niños estén muy cerc a y manipulen el fuego La vela tiene cera caliente y puede causar quemaduras Utilizar un trapo al agarrar el vaso porque se calienta Tener cuidado con el vaso porque el e xperimento se debe hacer en un frasco de vidrio Encender la vela con mucha precaución
Mi procedimiento fue poner la veladora, en medio del rec ipiente con agua y por supuesto no dejar que la mecha de la veladora se moj e porque si no, pues no funciona el experimento, después de haber encendido la veladora me dispuse a poner el vaso dentro de la veladora y note que el vaso se calentaba y la mecha se apagaba, pero antes de apagarse la mec ha, note como la presión
atmosférica externa empujaba el agua dentro del vaso, la mecha se apagó el agua se quedó dentro del vaso y no se salió a menos que yo moviera el vaso, me parece que el recipiente obtuvo otra presión, porque prácticamente ponemos un vaso sin o con una presión pero le ponemos calor y cero oxígeno y toma otra presión el vaso a lo que yo podría llamar presión 2, y lo que vi es igual a lo de la ley de gay Lussac porque la temperatura aumento y la presión del vaso también. Y matemáticamente lo podría expresar así: K = P/T
1-
2-
3-
4-
5-
6-
Matemáticamente podría poner un ejemplo que puede expresarse así, el vaso comienza con una temperatura y presión y termina con otra temperatura y presión.
1 1
=
2 2
P1=Al insertarse el vaso con la vela e ncendida, se tiene una presión y temperatura
P2=al apagarse la veladora el vaso termina caliente y con otra presión y temperatura, lo cual hace que la presión atmosférica aviente el agua adentro del vaso.
Voy a poner un ejemplo matemático:
Un gas dentro de un vaso recibe una presión de 2 atm, su temperatura es de 260 k y ocupa un volumen de . Si el volumen es constante y la temperatura aumenta a 290 k. ¿Cuál es ahora la presión del gas?
1 1
P2=
=
2 2
(2)(290)
P2=
260
580
P2=
260
2.23
P2=
2.23
P2=
P2=2.23 ATM Haciendo esta operación matemática podremos encontrar una nueva pre sión llamada presión 2
Conclusión
¿Que aprendí?
En este módulo he aprendido mucho sobre cómo funcionan las leyes de los gases y como algunas funcionan en la vida cotidiana, la ley de boyle esa ley la iba a aplicar para esta tarea, pero me llamo más la atención un video que vi y del cual hice lo mismo, queriendo yo entender como el agua se mete dentro del vaso en la ley de gay-Lussac, como sabemos se empieza en esta ley con una presión y temperatura iguales y al hacer el experimento terminan con otra temperatura y presión diferente. Después de insertar el vaso en la veladora, la veladora se queda encendida por algunos segundos produciendo aire caliente, el oxígeno es necesario para que la vela tenga combustión pero al quedar el vaso entre el plato y la veladora, queda poco oxigeno que se termina pronto, la llama de la veladora calienta el vaso y la veladora se apaga, cuando la veladora se apaga por la falta de oxígeno el aire dentro del recipiente se empieza a enfriar y la presión dentro del recipiente empieza a disminuir, entonces ahora la presión atmosférica externa es mayor que la interna y provoca que el aire exterior empuje al agua dentro del recipiente debido a que tenemos una diferencia de presiones afuera y dentro del vaso y así entonces el agua entra dentro del vaso y comprime el aire dentro del vaso enfriado haciendo que presión y temperatura se igualen. Esto da paso a la ley de Gay – Lussac, pero esta no es la única forma de comprobarlo, también existe el asunt o de la olla exprés que cuando la estufa calienta la olla la olla comienza con una presión y temperatura iguales pero al calentarse a grados kelvin, la presión y temperatura de la olla también suben. Todo esto debido a que la presión es directamente directamente proporcional a la temperatura.se comienza con una presión y temperatura en esta ley y se termina con otra. Fue interesante comprender estas leyes en este módulo tan difícil pero sé que me ayudaran más adelante, entendí que las usamos en la vida cotidiana en los autos, en la cocina, en el trabajo y donde quiera que estemos y son importantes estas leyes.
Bibliografía Información tomada del contenido extenso pág. 39 y 40
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Valdivia Sánchez Claudia patricia. (2008). graficas dela leyes de los gases y sus nombres. 17 de septiembre del 2008, de http://es.slideshare.net/ Sitio web: http://es.sli http://es.slideshare.net/va deshare.net/valdys/graficas-de-la ldys/graficas-de-las-leyes-de-los-g s-leyes-de-los-gases-yases-ysus-nombres-presentation?related=1 sus-nombres-presentation?related =1 Video: gases presión y temperatura producido producido por Pablo Covaleda. Colegio la Salle Teruel, España alojado en la página de YouTube https://www.youtube.com/ https://w ww.youtube.com/watch?v=WMPu watch?v=WMPuw3JRseA&featur w3JRseA&feature=youtu.be e=youtu.be Video producido por tarea plus “Gases. Leyes de los gases. Ley de Gay -Lussac. Ejemplo 4”. Alojado en la página de YouTube: YouTube :https://w https://www.youtube ww.youtube.com/watch?v=AEW .com/watch?v=AEWq9QsC5FY q9QsC5FY
Video sobre experimento de Gay Lussac producido por Cesar Cachipuendo alojado en la página de YouTube: https://www.youtube.com/ https://w ww.youtube.com/watch?v=gkhxR7C watch?v=gkhxR7CKZ2Q KZ2Q
