ESTÁNDAR
Entorno físico:
- Explico condiciones de cambio y conservación en diversos sistemas teniendo en cuenta transferencia y transporte de energía y su interacción con la materia.
Ciencia, tecnología y sociedad:
- Identifico aplicaciones de algunos conocimientos sobre la herencia y la reproducción al mejoramiento de la calidad de vida de las poblaciones.
- Identifico aplicaciones comerciales e industriales del transporte de energía y de las interacciones de la materia.
COMPONENTE
- Entorno físico.
- Ciencia, tecnología y sociedad.
INDICADOR DE DESEMPEÑO
De Conocimiento:
- Comparo masa, peso, cantidad de sustancia y densidad de diferentes materiales.
De Desempeño:
- Establezco relaciones entre los componentes de una solución y represento cuantitativamente el grado de concentración utilizando algunas expresiones matemáticas.
METODOLOGÍA/ SECUENCIA DIDÁCTICA
- Unidad didáctica
- Leyes de los Gases
- Propósito
- Interpretar situaciones relacionadas con el comportamiento de los gases a partir del estudio y análisis de las distintas variables que presentan las leyes de los gases (ley de Boyle).
- Desarrollo cognitivo instruccional
A temperatura constante, el volumen de una masa fija de gas es inversamente proporcional a la presión que éste ejerce. Esta ley se puede expresar de forma matemática como:
P · V = K
P es presión
V es Volumen
(K es una constante cuando temperatura y masa son constantes).
V es Volumen
(K es una constante cuando temperatura y masa son constantes).
Esta fórmula se puede utilizar para determinar el cambio de presión o temperatura durante una transformación isotérmica de la siguiente manera:
P1 · V1 = P2 · V2
Es decir, que el producto entre la presión inicial y el volumen inicial es igual al producto de la presión final por el volumen final. Por ejemplo, si se desea determinar el volumen final, será suficiente dividir P1V1 entre P2.
(P1 · V1)/ P2 = V2
Como se puede observar en la siguiente animación, cuando aumenta la presión, el volumen baja y viceversa:
- Desarrollo Metodológico
Para comprender cómo se resuelven problemas empleando la ley de Boyle, por favor, observa el video:
Ejemplo 1. Un determinado gas con una presión de 1,8 atm ocupa un volumen de 0,9 L. Manteniendo constantes
la temperatura, se aumenta la presión del gas a 4,1 atm. Calcular el volumen ocupado por el gas.
la temperatura, se aumenta la presión del gas a 4,1 atm. Calcular el volumen ocupado por el gas.
Teniendo en cuenta la fórmula de la ley de Boyle planteada anteriormente P1 · V1 = P2 · V2 se realizan los cálculos necesarios.
(P1 · V1)/ P2 = V2
(1,8 atm · 0,9 L) / 4,1 atm = V2 = 0,395 L
Respuesta: El nuevo volumen ocupado por el gas será 0,395 L.
Ejemplo 2. Un gas que ocupaba 4 L de volumen, ha pasado a ocupar un volumen de 3 L luego de que la presión ha sido aumentada a 800 mm Hg. ¿Cuál era la presión inicial a la que se encontraba el gas?
P1 · V1 = P2 · V2
De la cual nos interesa despejar P1.
P1 = (P2 · V2) / V1
Sustituimos con los datos proporcionados:
P1 = (800 mm Hg · 3 L) / 4 L
P1 = 600 mm Hg
Actividad
- Una cantidad de gas ocupa un volumen de 80 mL a una presión de 0,986 atm. ¿Qué volumen ocupará a una presión de 1,2 atm si la temperatura no cambia?
- Disponemos de una muestra de gas que a 200 °C presenta una presión de 2,8 atm y un volumen de 15,9 L. ¿Qué volumen ocupará, si a la misma temperatura, la presión baja hasta 1,0 atm?
