Química 9°, Semana 3

SEMANA DE APLICACIÓN:
COLEGIO								CALENDARIO	B
AÑO LECTIVO	2019-2020	GRADO	9	PERIODO	3	DOCENTE

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

1. Unidad didáctica

• Leyes de los Gases.

2. 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 combinada de los gases).

3. Desarrollo cognitivo instruccional 

Ley combinada de los gases

La relación entre el producto presión-volumen y la temperatura de un sistema permanece constante.

Esta definición se puede traducir matemáticamente como:

(P · V) / T = K

P = presión
V = volumen
T = temperatura absoluta en Kelvin
K = constante

Fórmula de la ley general de los gases

Esta fórmula puede ser útil en el caso de que se quieran analizar un estado inicial y el estado final de un gas. En tal caso la fórmula de la ley general de los gases que se deberá aplicar es la siguiente:

(P1 · V1) / T1 = (P2 · V2) / T2

¿Cómo se ha llegado a la fórmula a partir de la combinación de las 3 leyes de los gases? Lo vemos a continuación.

1 – Ley de Boyle: P · V = K1
2 – Ley de Charles: V = K2 · T
3 – Ley de Gay-Lussac: P = K3 · T

Combinando la fórmula 2 y 3 resulta:

P · V = (K3 · T) · (K2 · T)

P · V = K2 · K3 · T2

Luego, se define el producto de las dos constantes K2 · K3 como K4

P V= K4 T2

Sucesivamente se multiplica la ecuación apenas obtenida por la primera ecuación y queda:

(P · V)2 = K1 · K4 · T2

Se define el producto de K1 · K4 como K5 y se saca raíz para eliminar los cuadrados, quedando:

Y definiendo raíz de K5 como K se obtiene:

(P · V) / T = K

Observemos otra forma de comprender cómo se obtiene la fórmula de la ley combinada de los gases a través del siguiente video: https://www.youtube.com/watch?v=Qt2dN3XuFDQ

4. Desarrollo Metodológico

Para comprender como se resuelven ejercicios empleando la ley combinada de gases, por favor, observa el siguiente video: https://www.youtube.com/watch?v=tLp_1avZEwM 

Actividad:

Calcular la temperatura de una determinada cantidad de gas que pasa de 1,5 atmósferas a 3 atmósferas de presión y de un volumen de 2 litros a 1,0 litros si la temperatura inicial es 288,15 K.

Usamos la fórmula (P1 · V1) / T1 = (P2 · V2) / T2

Nos interesa calcular la temperatura, por lo que despejamos T2.

(P2 · V2) · T1 / (P1 · V1) = T2

P2 = 3 atm
V2 = 2 L
T1 = 288,15 K
P1 = 1,5 atm
V1 = 1,0 L

Por lo tanto:

T2 = (P2 · V2) · T1 / (P1 · V1)

T2 = (3 atm x 2 L) x 288,15 K / 1,5 atm x 1,0 L 

T2 = 1152,6 K

En grados centígrados,

T2 = (1152,6 – 273,15) = 879,45 ºC

T2 = 879,45 ºC

Recuerde como convertir Kelvin en ºC, a través del siguiente video https://www.youtube.com/watch?v=o2iF_C83RiA

Resuelve:

1. Un gas tiene una presión de 600 mm Hg, un volumen de 670 mL y una temperatura de 100 ºC. Calcular su presión a 200 ºC en un volumen de 1,5 litros.
2. Calcular la temperatura de una determinada cantidad de gas que pasa de 1 atmósfera a 2 atmósferas de presión y de un volumen de 1 litro a 0,5 litros, si la temperatura inicial es 25 ºC.
3. ¿Qué se entiende por “condiciones normales” de un gas?
4. ¿El volumen de dos gases distintos a las mismas condiciones de presión y temperatura serán iguales o diferentes? Argumenta.

5. Evaluación

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