LEY DE LOS GASES IDEALES
Introducción
Metodología
Objetivos
Desarrollo
temático
Competencia
Introducción
Esta Guía orienta el uso del contenido de la ley de los gases y
conceptos básicos dirigida a docentes y estudiantes tanto de la
Fundación Universitaria Tecnológico Comfenalco de Cartagena
como a instituciones de educación básica media, interesados en
desarrollar el curso de Química en el Aula virtual.
La dinámica de los gases, específicamente los que se comportan de
forma similar en condiciones normales de temperatura, presión y
volumen, hacen que el estudio de estos sea de vital importancia
para el entendimiento de fenómenos que ocurren en la naturaleza o
de forma controlada en máquinas y herramientas hechas por el
hombre
créditos
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Créditos
Expertos temáticos
Tovio, Cesar Augusto
Asesor pedagógico
Haydar, Olga
Coordinador Tecnológico
Noriega, José
Producción
Programa de permanencia
académica, convenio 260
Dirección de Fomento de
la Educación Superior
Ministerio de Educación
Nacional
Bogotá - Colombia
Diseñador gráficoImagen
y
Desarrollador de
contenido
Martinez, Carlos
Diseñador instruccional
Fong, Rafael
Coordinador general
Buendía, Felipe
Centro de Educación
Virtual.
Fundación Universitaria
Tecnológico Comfenalco.
Cartagena - Colombia
(2014)
Competencia
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Competencia
Metodología
A consideración del tutor quien al utilizar el recurso puede impartir su
utilización:

Individual por participante

En grupos
Una vez iniciada la rutina del OVA el estudiante tendrá la posibilidad de
interactuar con una aplicación o animación que le permita verificar de forma
empírica, como varía la presión a diferentes alturas y como esta afecta
además el volumen y la temperatura, al desplazar un globo a diferentes
alturas.
Una vez entendido el concepto se realizar unas preguntas de verificación que
permita identificar en base a situaciones hipotéticas y a lo recién aprendido,
estimar una situación o estado futuro, además de preguntas que expliquen
ciertos hechos de la vida real.
Puedes usar el menu o la flecha de siguiente
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Objetivos
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Objetivos
Objetivo General
Aprender la relación existente entre presión, temperatura y volumen
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Objetivos
Objetivos específicos
1. Identificar como varían cada una de las variables de presión,
temperatura y volumen entre ellas.
2. Conocer los conceptos de temperatura,
presión y volumen.
3. Estimar condiciones futuras dados unos
parámetros de control o condiciones iniciales
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Glosario
Temperatura
es la medida de la energía cinética de un sistema termodinámico, está
relacionado con las nociones comunes de caliente, tibio o frio.
Presión atmosférica
O presión barométrica, es la medida de la presión realizada por un
barómetro, y se define como la fuerza que ejerce una columna de aire de
1 cm2 y que se extiende hasta la estratosfera (capa externa de la
atmosfera).
Presión
Se define como una fuerza por unidad de área, es decir, una fuerza divida
por el área sobre la que se distribuye la fuerza.
Volumen
es el espacio que ocupan los cuerpos. Se representa como una magnitud
escalar definida como la extensión en tres dimensiones de una región del
espacio.
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Glosario
Materia
Es todo lo que ocupa espacio
Estados de la materia
La materia suele encontrarse en uno de los tres estados: Sólido, Líquido o Gas.
Sólido
En este estado los átomo o moléculas están en contacto próximo. Un sólido
coupa un volumen de forma definida.
Líquido
En un líquido los átomos o moléculas están generalmente separados por
distancias mayores que en un sólido. El movimiento de estos átomos o
moléculas proporcionan al líquido una de sus propiedades más características:
La capacidad de fluir cubriendo el fondo y adoptando la forma del recipiente que
lo contiene.
Gaseoso
En un gas las distancias entre átomos o moléculas son mucho mayores que en
un líquido. Un gas siempre se expande hasta llenar el recipiente que lo contiene.
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Referencias
 Petrucci Harwood, Herring. Química General, octava edición. Editorial
Prentice Hall.
 Chang Raymond, College Williams. Química, séptima edición. Editorial
McGRAW-HILL.
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Sitios sugeridos
PHET Interactive simulations
https://phet.colorado.edu/es/simulation/states-of-matter-basics
Este sitio nos muestra simulaciones de diferentes asignaturas que nos
permiten entender de forma interactiva ciertos conceptos básicos pero
muy importantes. Se referencia además ya que hace parte de una
iniciativa de la universidad de Colorado, para compartir y hacer más
accesible los conceptos básicos y fundamentales de las ciencias
básicas.
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Contenido temático
o Propiedades de los gases
o Relación de las variables Presión, Volumen y
Temperatura. (Leyes elementales de los
gases).
o Ecuación de los gases ideales.
o Aplicaciones de la ecuación de los gases
ideales.
Para continuar haz clic en la flecha o en los botones de abajo.
Propiedades
de los gases
Relación de las variables
Presión, Volumeny
Temperatura
Ecuación de
los gases
ideales
Aplicaciones de la
ecuación de los gases
ideales
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Propiedades de los gases
Presentación
la virtualidad como estrategia para el fortalecimiento del
aprendizaje se constituye en una herramienta motivadora
del proceso, aprovechando el momento histórico de la
tecnología y la comunicación.
La herramienta que se presenta a continuación pretende en
primera instancia motivar y desmitificar la complejidad de las
ciencias básicas, sobretodo en el afianzamiento de los
conceptos básicos; por otro lado, se aprovechara la
condición social del hombre para la interacción y las
actividades colaborativa que apunten a la construcción de
conocimiento
Propiedades
de los gases
Relación de las variables
Presión, Volumeny
Temperatura
Ecuación de
los gases
ideales
Aplicaciones de la
ecuación de los gases
ideales
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Propiedades de los gases
Presentación
Propiedades
de los gases
Relación de las variables
Presión, Volumeny
Temperatura
Ecuación de
los gases
ideales
Aplicaciones de la
ecuación de los gases
ideales
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Propiedades de los gases
Inducción
(Para desarrollador)
A continuación se enuncian unas series de preguntas con
múltiples opciones pero única respuesta, con el objetivo de
determinar los conocimientos previos antes de empezar a
realizar las diferentes actividades del OVA.
Los estados de la materia son:
Sólido, líquido y vapor.
Agua, sólido y gas.
Sólido, líquido y gaseoso.
Todas las anteriores.
Propiedades
de los gases
Relación de las variables
Presión, Volumeny
Temperatura
Ecuación de
los gases
ideales
Aplicaciones de la
ecuación de los gases
ideales
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Propiedades de los gases
Retroalimentación:
a)
Aunque la respuesta correcta es la C, para conceptos básicos la opción a
también es correcta, ya que el vapor se denomina como la fase gaseosa
de una sustancia, en otros contextos más específicos se puede notar la
diferencia.
b) SU RESPUESTA ES INCORRCTA. El agua es una sustancia en estado
líquido, mas no es un estado de la materia.
c) SU RESPUESTA ES CORRECTA. Estos son los tres estados en que se
encuentra la materia.
d) SU RESPUESTA ES INCORRECTA. Verificar los conceptos de estados de
la materia y diferenciarlos de las sustancias.
Propiedades
de los gases
Relación de las variables
Presión, Volumeny
Temperatura
Ecuación de
los gases
ideales
Aplicaciones de la
ecuación de los gases
ideales
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Propiedades de los gases
Un mismo tipo de materia en la tierra a lo máximo la podemos encontrar en estado:
a) Líquido y sólido.
b) Gaseoso y líquido.
c) Solo en uno de los tres estados.
d) Es posible en los tres estados.
Retroalimentación:
a) SU RESPUESTA ES INCORRCTA. Ya que es posible encontrar en un mismo
entorno también el estado líquido.
b) SU RESPUESTA ES INCORRCTA. Ya que es posible encontrar en un mismo entorno
también el estado sólido.
c) SU RESPUESTA ES INCORRCTA. Son muy pocas las sustancias que se encuentran
en un solo estado.
d) SU RESPUESTA ES CORRCTA. Por ejemplo el agua puede en un mismo entorno
encontrarse en los tres estados, como ocurre en los polos.
Propiedades
de los gases
Relación de las variables
Presión, Volumeny
Temperatura
Ecuación de
los gases
ideales
Aplicaciones de la
ecuación de los gases
ideales
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Relación de las variables Presión, Volumen y
Temperatura
Los gases se expanden hasta llenar y adoptar las formas de los recipientes que los
contienen.
Los gases se difunden unos en otros y se mezclan en todas las proporciones.
Las partículas individuales de un gas no pueden observarse de forma sencilla, aunque si
se puede apreciar si la masa de gas tiene color.
Algunos gases son combustibles como el hidrogeno y el metano, mientras que otros son
químicamente inertes, como el helio y el neón.
Estas son algunas propiedades genéricas que se deducen de los gases a través de la
observación, pero que hay de las propiedades que determinan el comportamiento físico
de estos, existen cuatro propiedades que determinan el comportamiento físico de un gas:




La cantidad de gas
Volumen
Temperatura
Presión
Propiedades
de los gases
Relación de las variables
Presión, Volumeny
Temperatura
Ecuación de
los gases
ideales
Aplicaciones de la
ecuación de los gases
ideales
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Ecuación de los gases ideales
Es posible predecir o calcular el valor de alguna de estas si se conocen las
otras tres, por ejemplo si se conoce la temperatura, la presión y el volumen se
puede calcular el número de moles que hay contenidos en este volumen de
gas.
Claro esto se determina con una relación matemática conocida como la
ecuación de estado, PV= nRT, ahora más que realizar ejercicio con esta
ecuación es de interés interesa conocer cómo se relacionan entre si estas
variables, y analizar a través de ejemplos sencillos que nos permitan analizar
por qué se da de esa manera.
Unos de los conceptos más importantes para entender la relación de cada una
de las variables es el de presión, específicamente la presión atmosférica o
barométrica (glosario de términos), pero analicemos este ejemplo un poco
más.
Propiedades
de los gases
Relación de las variables
Presión, Volumeny
Temperatura
Ecuación de
los gases
ideales
Aplicaciones de la
ecuación de los gases
ideales
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Competencia
Ecuación de los gases ideales
Figura 1.
Estados de la materia
Se observa en la figura 1 que en el estado gaseoso las moléculas se encuentran muy
separadas entre sí, provocando una alta cinética entre las partículas, imaginemos
entonces cada partícula o átomo que conforma al gas como una pequeña pelota
revotando entre las paredes del recipiente y entre ellas, así el promedio de revotes en
las paredes lo definimos como la presión que ejerce el gas, en este caso sobre el
recipiente, a diferencia de los demás estados, esta presión se ejerce de manera
uniforme sobre todas las partes del recipiente.
Propiedades
de los gases
Relación de las variables
Presión, Volumeny
Temperatura
Ecuación de
los gases
ideales
Aplicaciones de la
ecuación de los gases
ideales
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Aplicaciones de la ecuación de los gases ideales
Definición:
Pero como es obvio, el ser
humano vive rodeado de gases,
inmerso en un mar de gas que va
desde el nivel del mar hasta donde
se puede respirar (N2, O2, Ar, Ne,
He, H2, CO2, entre otros), esta
capa la conocemos como
troposfera, ahora esta ejerce una
fuerza neta sobre todo lo que este
en la superficie de la tierra,
incluyéndonos.
.
Propiedades
de los gases
Relación de las variables
Presión, Volumeny
Temperatura
Figura 2.
Ecuación de
los gases
ideales
Aplicaciones de la
ecuación de los gases
ideales
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Aplicaciones de la ecuación de los gases ideales
Se observa en la figura 2 que el mayor contenido de moléculas de
aire se encuentran en cercanías de la superficie de la tierra,
provocando así que la presión varié según la altura en la que el
objeto se encuentra, la mayor presión atmosférica la podemos sentir
a nivel del mar (1 atmosfera de presión), bajando está en la medida
que ascendemos.
Se puede afirmar entonces que la presión atmosférica es
inversamente proporcional a la altura con respecto al nivel del mar.
Propiedades
de los gases
Relación de las variables
Presión, Volumeny
Temperatura
Ecuación de
los gases
ideales
Aplicaciones de la
ecuación de los gases
ideales
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Aplicaciones de la ecuación de los gases ideales
Cuestionario
El movimiento neto de partículas se espera que sea mayor en.
a) Cartagena, ya que la velocidad con que estas se mueven es
mayor.
b) Bogotá, por estar más cerca al sol.
c) En una ciudad a altura intermedia.
d) a y b ya que es el mismo aire, este se comporta igual.
Propiedades
de los gases
Relación de las variables
Presión, Volumeny
Temperatura
Ecuación de
los gases
ideales
Aplicaciones de la
ecuación de los gases
ideales
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Competencia
Aplicaciones de la ecuación de los gases ideales
Retroalimentación:
a)
SU RESPUESTA ES CORRECTA. La velocidad de las partículas es mucho
mayor, ya que la temperatura y presión son mayores.
b) SU RESPUESTA ES INCORRECTA. A pesar de estar más cerca al sol con
respecto a Cartagena, la energía emitida por este se considera igual en todas
partes.
c) SU RESPUESTA ES INCORRECTA. En una ciudad en altura intermedia, el
movimiento neto es mayor que Bogotá, pero no es mayor que Cartagena, ya
que las condiciones de presión y temperatura en esta son mayores.
d) SU RESPUESTA ES INCORRECTA. Ya que el aire y de que este constituido
no es un factor que predomine sobre la cinemática de las partículas que los
componen.
Propiedades
de los gases
Relación de las variables
Presión, Volumeny
Temperatura
Ecuación de
los gases
ideales
Aplicaciones de la
ecuación de los gases
ideales
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Aplicaciones de la ecuación de los gases ideales
Que le sucedería a una botella plástica sellada o tapada si la llevamos de
Cartagena a Bogotá.
a) Se contrae.
b) No le pasa nada.
c) Se expande.
Retroalimentación:
a)
SU RESPUESTA ES INCORRECTA. La presión externa en Bogotá es
mucho menor que la interna en la botella, lo que haría que se expandiera.
b) SU RESPUESTA ES INCORRECTA. Ya que como hemos aprendido la
presión baria con la altura, así que por estar estas ciudades en alturas
diferentes la presión de la botella y la presión externa son diferentes.
c) SU RESPUESTA ES CORRECTA. La presión externa en Bogotá es mucho
menor que la interna en la botella, lo que haría que se expandiera.
Propiedades
de los gases
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Presión, Volumeny
Temperatura
Ecuación de
los gases
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Aplicaciones de la
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GUIA DE NAVEGACION OVA QUIMICA V.1.0 - FINAL