Laboratorio virtual de gases.

Objetivos

Vamos a tratar de aprender a pensar como científicos. Para ello vamos a estudiar las leyes de los gases, pero tratando de comprobar hipótesis, diseñando experimentos, recopilando datos, representándolos, y finalmente realizando una interpretación de los mismos.

Finalmente trataremos de conectar los resultados experimentales con un modelo que represente  el comportamiento molecular de un gas encerrado en un recipiente.

Tarea 1: Factores que afectan a la presión y el volumen

Deseamos estudiar los factores que afectan a  la presión (Variable dependiente) que ejerce cierta cantidad  de un gas (y sólo uno) encerrado en un recipiente. Completa la tabla siguiente con lo que tu piensas.

Para abreviar usaremos estas magnitudes:

p= Presión

V= Volumen

n= Moles de gas encerrado (al aumentar la masa, o nº de moléculas, aumenta n)

T= Temperatura absoluta a que se encuentra el gas (K)

• Variables neutras que no afectan al fenómeno (cita al menos tres):

• Ahora vamos a estudiar la presión y el volumen del gas….

Variable dependiente VD	Variable independiente VI	Variables controladas (permanecen constantes)	¿Qué dependencia tienen entre sí? A más...más A más...menos	Describe un experimento que te permita DEMOSTRAR tus hipótesis(*)
p
p
p
V

(*) Recuerda que tu experimento tiene que ser reproducible y te tiene que permitir tomar datos experimentales que puedas usar como prueba para tu argumentación.

Tarea 2: Estimación de la función matemática VD-VI

Ahora que tenemos establecida la dependencia entre variables, deseamos conocer cuál es la función matemática que permite predecir el valor que tomará la presión (o el volumen) en cada uno de los casos con diferentes variables independientes y controladas.

Sabiendo que la variable DEpendiente la situamos en el eje OY, y que la variable INdependiente la situamos en el eje OX, elige para cada pareja de valores VD-VI qué gráfica crees tu que reponde a tu conclusión.
Anota todos tus resultados.

Tarea 3: Comprobación de la función matemática que relaciona VD-VI

Tratemos ahora de comprobar cuál de las hipótesis sobre las gráficas es la acertada. Para ello vas a buscar datos (a través de simulaciones de la Red), y representarlos ( o fijarte en la representación que te propone la simulación ). Finalmente tienes que extraer tus conclusiones completando estas frases:

• La presión depende exponencialmente de ......
• La presión es directamente proporcional a............
• La presión es inveramente proporcional a ............ 
• La presión no depende de .............
• El volumen depende exponencialmente de ......
• El volumen es directamente proporcional a............
• El volumen es inveramente proporcional a ............ 
• El volumen no depende de .............

Establece tu ecuación de los gases con los datos que has explorado, sin fijarte en el texto que hayas visto.

	Simulación de la ley de Boyle y Mariotte © Thomas J.Greenbowe
	Simulación de la ley de Charles. © Thomas J.Greenbowe
	Simulación de la ley de Gay-Lussac.

Otras simulaciones:

• Proyecto Ulloa
• Simulaciones de JM Vilchez 
• Gobierno de Canarias
• Antonio Navarro Domínguez.

Tarea 4:  Mundo molecular-mundo macroscópico

En las simulaciones que has explorado, ya has visto cómo afecta el nº de choques (mundo molecular) a la presión que ejerce el gas (mundo macroscópico). Ahora vas a tratar de explicar cómo el comportamiento del mundo molecular (teoría cinético-molecular = modelo de representación de un gas) explica (o no) el mundo macroscópico, el mundo de la medida y la comprobación experimental.

a) En los huecos de las frases siguientes, elige "aumenta", "disminuye" o " no se ve afectado". Finalmente elige los motivos por el que sucede este comportamiento:

• Si deseamos aumentar la presión, tiene que aumentar el nº de choques de las moléculas de gas sobre las paredes del recipoente que le contiene. Por tanto:

• Al aumentar el volumen, el nº de choques _____________, debido a _________________________________________________, y la presión _____________.
• Al aumentar la temperatura, el nº de choques ___________, debido a _________________________________________________, y la presión _____________.
• Al aumentar el nº de moles de gas, el nº de choques _____________, debido a _________________________________________________, y la presión _____________.
• Al aumentar la temperatura, manteniendo constante la presión, el nº de choques ___________, debido a ______________________________ ________________________________________________________.

b) Indica si son verdaderas o falsas estas afirmaciones, referidas a un gas encerrado en un recipiente:

• Todas las moléculas se mueven con la misma velocidad.
• La distancia entre molécula y molécula es tan grande que prescindimos de la forma y tamaño de las moléculas.
• La temperatura de un gas está relacionada con a velocidad media de las moléculas del mismo.
• Las moléculas de un gas sólo pueden trasladarse, y no pueden ni girar ni vibrar.

c) Completa las actividades que te proponen en esta simulación.