· Introducción
Comprender el estado gaseoso de la materia ha representado un reto para la humanidad, así los griegos consideraban que el aire era una de los elementos fundamentales de la materia, mientras que los alquimistas que hablaban de los “espíritus invisibles” que en ocasiones tenían olores desagradables y característicos, serían los químicos neumáticos ingleses quienes realizaron investigaciones importantes con los gases, desde su aislamiento hasta su identificación y explicación de su comportamiento.
Reconocer la diversidad de los gases existentes fue una ardua labor en la que trabajaron destacados científicos como Boyle, Charles, Gay Lussac, Van Helmont, Schelee, Priesley, Hooke, entre otros. En particular para Van Helmont (1577-1644) estas sustancias parecidas al aire, sin formar ni volumen definidos eran semejantes al “caos” razón por la cual los llamó gases. El interés por los gases llevo a descubrimientos insospechados:
a) El peso del aire y los diferentes pesos de cada gas.
b) La variación del volumen del gas con respecto a la temperatura.
c) La variación de su volumen con la presión, estudiada por Robert Boyle.
Quien público n el siglo XVII un texto al cual llamo el “Químico escéptico” donde vertió sus ideas rompiendo con la tradición alquímica para dar paso a la química. Este investigador enunció: El volumen de un gas varía en forma inversamente proporcional con respecto a la presión que se ejerce sobre el mismo.
En efecto la incompresibilidad de los gases podía interpretarse como un apoyo de la existencia de entidades discretas (partículas) cuya separación dependía de la presión. Y si los gases están formados por partículas, los líquidos (como el agua), que se transforma en gases, también están constituidos por partículas. Este argumento podía extenderse a los sólidos que se transforman en líquidos (como el hielo).
Estas partículas constituyentes de la materia se identificaron con los átomos propuestos desde tiempo de los antiguos griegos (escuela de Demócrito) y se contó con nuevos argumentos experimentales para apoyar la teoría atómica propuesta por Dalton a principios del siglo XIX.
· Materiales y Sustancias
Balanza
Tubo de ensayo
Pinzas de tubo
Soporte universal
Pinzas bureta
Lámpara de alcohol
Globo
Marco de pesas
Tapón de hule
· Procedimiento
1. Colocar aproximadamente 10 ml de aire en una jeringa de plástico de 20 ml, cierra con un tapón el extremo abierto de la misma y empuja el émbolo cuidadosamente.
2. Colocar 1 kilogramo de mercurio en un recipiente abierto que puede ser un cristalizador pequeño. Llenar con cuidado un tubo de vidrio sellado en un extremo con mercurio, para este fin se puede usar una jeringa sin aguja para pasar del recipiente al tubo de mercurio, una vez lleno invertirlo cuidadosamente sobre el seno del mercurio dentro del recipiente abierto, marcar con un plumón la altura alcanzada por el mercurio dentro del tubo de vidrio así como el nivel que alcanza el líquido inferior.
3. Llena una jeringa con aire e inserta la aguja de la jeringa en un tapón de hule. Sujeta la jeringa al soporte universal y ve colocando pesas de diferente masa sobre el émbolo de la jeringa.
4. Tapa la boca de un tubo de ensayo con un globo y calienta suavemente el tubo. Observa y registra el cambio ocurrido.
5. Determina la presión que ejerce un borrador en cada una de sus caras.
6. Determina el área de tus pies y calcula la presión que ejerces sobre el piso cuando estás parado en un pie y en dos. En kPa y en mm de Hg.
· Resultados y Observaciones
Experimento 1.
¿Hasta dónde es posible empujar? Hasta 2 ml de aire.
Deja el émbolo suelto ¿Qué observas? Se regresa el émbolo
Experimento 3.
| Masa (g) | Masa (kg) | Volumen (ml) | Presión (Pa) |
| 1000 | 1 | 2.2 | 1.5 |
| 500 | 0.5 | 3.1 | 0.75 |
| 200 | 0.2 | 4.7 | 0.30 |
| 400 | 0.4 | 2.8 | 0.61 |
| 1200 | 1.2 | 1.5 | 1.81 |
Experimento 4.
El globo se infló, ya que las partículas del aire empezaron a dispersarse por el calor.
Experimenta 5.
1. Masa.- 78 g = .078 kg
Área.- (12.7 cm) (2.4 cm)= 30.48 cm2 = 0.030 m2
P= = 25.48 Pa
2. Masa = 0.78 kg
Área = (2.5 cm) (5 cm) = 12.5 cm2 = 0.0125 m2
P= = 61.152 Pa
3. M= 0.078 kg
Área = (12.5 cm) (5 cm) = 62.5 cm2 = 0.0625 m2
P= = 12.204 Pa
Experimento 6.
| | Pa | Atm | Mm de Hg |
| 1 pie | 36137.5 | 0.35664 | 271.046 |
| 2 pies | 18068.7 | 0.17832 | 135.523 |
· Conclusiones
La conclusión es que las partículas que hay en el aire hacen que estos fenómenos pueden realizarse, también que depende de la temperatura a la que se encuentre el aire, se podrá observar la energía cinética que ejercen estas.
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