¿Qué es presión y volumen?
En el laboratorio de hoy, vamos a jugar con malvaviscos. Te lo prometo, hay una buena razón para ello. Aunque en realidad, ¿quién necesita una razón para jugar con malvaviscos?
El objetivo de este laboratorio es investigar la presión y el volumen. La presión es una fuerza física continua ejercida sobre o contra un objeto por algo que está en contacto con él. Pero en física y química, la presión de gas tiene una definición más específica. Es la presión que ejercen las moléculas de gas sobre las paredes de su recipiente. Generalmente se mide en pascales, Pa o, a veces, atmósferas, atm.
El volumen también es una cantidad que se puede usar para describir gases. El volumen es el espacio físico que ocupa un objeto o sustancia. Por lo general, se mide en metros cúbicos.
Junto con la temperatura, la presión y el volumen pueden cambiar en respuesta entre sí. Por ejemplo, si aumenta la temperatura de un gas, o su volumen debe aumentar en respuesta o la presión debe aumentar, o alguna mezcla de ambos.
Hoy vamos a utilizar malvaviscos para investigar cómo se afectan estas tres cantidades entre sí. Aunque los malvaviscos no son gases, la forma en que se comportan seguirá siendo una buena analogía de la forma en que se comportan los gases, porque contienen pequeñas bolsas de aire en su interior.
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Pasos del laboratorio de física
En este laboratorio de física, necesitará:
- Una bolsa de malvaviscos
- Un frasco con tapa
- Una herramienta para hacer un agujero en la tapa del frasco, como un taladro de mano
- Una bomba de vacío de cocina o una bomba de conservación de vino.
- Un plato apto para microondas
Paso 1: Pon varios malvaviscos en el frasco. Haga un agujero en la tapa y luego vuelva a atornillarla.
Paso 2: Coloque la boquilla de la bomba de vacío contra el orificio o a través del orificio, según el diseño de la bomba.
Paso 3: Bombee tanto aire como pueda y anote lo que ve que les sucede a los malvaviscos.
Paso 4: Consigue un malvavisco fresco y colócalo en un plato apto para microondas.
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Paso 5: Microondas a temperatura alta durante aproximadamente un minuto.
Paso 6: Anote sus observaciones.
Si aún no lo ha hecho, ahora es el momento de pausar el video y comenzar. ¡Buena suerte!
Análisis de los datos
En la primera parte del experimento, extrajo aire de un frasco que contenía malvaviscos. ¿Qué pasó con los malvaviscos? Deberías haber descubierto que se expandieron. Los malvaviscos contienen muchas bolsas de aire. Uno pensaría que eliminar este aire los haría, por lo tanto, encoger, no expandirse. Entonces, ¿por qué sucede eso?
Bueno, tenemos que pensar en términos de gases. Al eliminar el aire del frasco, estamos disminuyendo la presión del gas en su interior. Resulta que si mantiene la misma temperatura, la presión y el volumen son inversamente proporcionales entre sí. Entonces, menos presión significa más volumen. Esto se llama ley de Boyle . Otra forma de pensar en esto es que con menos aire dentro del frasco, las moléculas de gas se esparcen para llenar un espacio más grande.
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En la segunda parte del experimento, calentaste un malvavisco en el microondas. Y nuevamente, el malvavisco se expandió, ¡esta vez mucho! Esta es una situación en la que está aumentando la temperatura y eso conduce a un aumento de volumen. Cuando calienta algo que tiene espacio para expandirse, la presión se mantendrá constante y el volumen aumentará. Entonces la temperatura es proporcional al volumen. Esto se llama Ley de Charles .
Resumen de la lección
La presión es una fuerza física continua ejercida sobre o contra un objeto por algo que está en contacto con él. Pero en física y química, la presión de gas tiene una definición más específica. Es la presión que ejercen las moléculas de gas sobre las paredes de su recipiente. Generalmente se mide en pascales, Pa. El volumen también es una cantidad que puede usarse para describir gases. El volumen es el espacio físico que ocupa un objeto o sustancia. Por lo general, se mide en metros cúbicos.
Junto con la temperatura, la presión y el volumen pueden cambiar en respuesta entre sí. Investigamos esto usando malvaviscos y descubrimos que a temperatura constante, la disminución de la presión conduce a un aumento de volumen. Esto se llama ley de Boyle . También encontramos que a presión constante, el aumento de temperatura conduce a un aumento de volumen. Esto se llama Ley de Charles .
Los resultados del aprendizaje
Asegúrese de su capacidad para hacer lo siguiente después de terminar esta lección:
- Presión y volumen de contraste
- Identificar las unidades de medida de la presión y el volumen del gas.
- Expresar conocimiento de la Ley de Boyle y la Ley de Charles, utilizando experimentos con malvaviscos como ejemplo de cada
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