Lección 47 Gases

 

Los gases son una forma de agregación de la materia que está presente en todas partes y existen muchos ejemplos de ellos, desde el aire que se respira, hasta encerrados en cilindros como el gas propano usado en las cocinas de muchos hogares. 

Dada la importancia que tienen los gases, la química los estudia analizando muchas variables, tales como la presión a la que se encuentra, el volumen que ocupan, la cantidad de sustancia o masa que ellos poseen, la temperatura a la que están, etc. Con base en esas variables, los gases se estudian con diversas leyes o ecuaciones, como por ejemplo las leyes de Boyle, de Charles, Gay-Lussac, entre otras. La unión de las anteriores leyes lleva al establecimiento de una ley combinando de los gases, y luego a una ecuación general, que es mucho más completa y analiza de mejor manera a los gases.

Los gases reaccionan entre ellas para producir otros gases, incluso hay sustancias en otros estados que cuando reaccionan forman una amplia variedad de gases. Por lo anterior, la estequiometría de los gases es un aspecto importante a tener en cuenta, porque es clave para entender las cantidades de reactivos que se necesitan para obtener cierta cantidad de productos. 

Por último, la temática de gases debe ser tratada por parte de los docentes de una forma didáctica, lo que garantiza que sus estudiantes puedan captar de una forma más fácil los saberes relacionados con dicha temática. De esa forma, los docentes pueden también enfrentar las dudas, problemas comunes y otros requerimientos que los estudiantes necesiten para su correcto aprendizaje y mejor entendimiento. La presente lección les dará a los docentes una mejor idea de la forma como se pueden abordar el tema de gases en el aula de clases.

link Estado Gaseoso

link Estequiometría

1. Un profesor está explicando que existe una medida de volumen molar que es muy útil en cálculos de reacciones donde hay gases involucrados, para un mejor entendimiento les presenta a los estudiantes la siguiente ilustración:

Fuente: https://www.shutterstock.com/es/image-vector/gases-volume-moles-avogadros-law-346554482

Un estudiante levanta la mano y dice que de la gráfica presentada se puede inferir que el volumen de un gas siempre será 22,4L siempre y cuando esté en condiciones estándar es decir 273 K y 1 atm de presión.

El profesor se da cuenta que el estudiante omite un factor muy importante que hace parte importante las condiciones que intervienen en esta medida y para ello decide implementar una estrategia que permita completar la afirmación del estudiante, esta estrategia es

Seleccione una:

A. llamar la atención sobre cada uno de los globos en la parte de los datos que dice la cantidad de moles para así deducir que la omisión obedece a que se debe denotar que la medida de 22,4 L es de 1 mol de gas 

B. tomar en el laboratorio un mol de cada uno de los gases, pero en condiciones de presión y temperatura del ambiente para así demostrar que la omisión está en que el volumen de un mol de gas es el mismo no solo en condiciones estándar.

C. hacer notar el peso en gramos de cada uno de los globos de la figura para así concluir que la omisión está en que se debe aclarar que, aunque su masa en gramos sea diferente, su volumen siempre corresponderá a 22,4 L

D. enfatizar en el tipo de gas utilizado en los tres globos para así explicar que la omisión del estudiante es que el volumen molar de los 22,4L se cumple solamente para el Helio el Oxígeno y el Nitrógeno y no para cualquier gas

Retroalimentación

La respuesta correcta es: llamar la atención sobre cada uno de los globos en la parte de los datos que dice la cantidad de moles para así deducir que la omisión obedece a que se debe denotar que la medida de 22,4 L es de 1 mol de gas

2. Durante la clase, el docente les presentó el siguiente cuadro a sus estudiantes:

Adaptado de: http://www.liceoarkadia.edu.co/web/wp-content/uploads/2014/07/08-Calculos-quimicos-Dar-Clic.pdf

Les dijo que el cuadro representa dos compuestos gaseosos que reaccionaron dentro de un recipiente formando 1 mol de otro gas llamado P; y después, la mezcla resultante se separó en sus componentes y los resultados son los que se muestran en esa tabla. Luego, una estudiante pregunta cuál sería la reacción balanceada que se lleva a cabo en ese proceso, por lo que el docente decide representar mediante dibujos de esferas la reacción que allí se lleva a cabo.

De acuerdo a lo anterior, la reacción y el dibujo que debe realizar el docente para ayudar a la estudiante es

Seleccione una:

a. y luego dibujar un recipiente inicial con una esfera que representan un mol de moléculas de M, tres esferas que serían el único mol de Y; y finalmente dibujar un segundo recipiente con una esfera de Y que no reaccionó junto con una esfera que representan un mol de P formado después de la reacción.

b. y luego dibujar un recipiente inicial con una esfera que representan un mol de átomos de M, tres esferas que serían las dos moles de Y; y finalmente dibujar un segundo recipiente con una esfera de Y que no reaccionó junto con una esfera que representan un mol de P formado después de la reacción. 

c. y luego dibujar un recipiente inicial con 10 esferas que representan los dos moles de moléculas de M, 30 esferas que sería la sustancia Y; y finalmente dibujar un segundo recipiente con 10 esferas de Y que no reaccionaron junto con 30 esferas que representan un mol de P formado después de la reacción.

d. y luego dibujar un recipiente inicial con 10 esferas que representan el mol de átomos de M, 30 esferas que serían la sustancia Y; y finalmente dibujar un segundo recipiente con 10 esferas de Y que no reaccionaron junto con 30 esferas que representan los dos moles de P formados después de la reacción.

Retroalimentación

Es la respuesta correcta porque es el dibujo más adecuado que puede realizar el docente para explicarles e indicarle cómo es la ecuación balanceada del ejercicio propuesto. El cuadro de datos nos indica que el producto P tiene una masa total de 30g, y la suma de reactivos da 40 g, es decir, que uno de ellos no reaccionó completamente. El compuesto a tener en cuenta es la sustancia Y, que presenta una masa final de 10 g, lo que lo convierte en el reactivo en exceso en esta reacción química. Y para obtener la ecuación balanceada teniendo en cuenta el análisis posterior, vemos que la masa molar de la sustancia M es de 5 g/mol, y en total reaccionaron 10 g, lo que significa que fueron dos moles de M las que participaron en la reacción; y con respecto a la sustancia Y, sólo 20 gramos de ella reaccionaron y su peso molecular es de 20 g/mol, es decir, solo reaccionó un mol de la sustancia Y. La situación nos plantea que al final se obtuvo un mol de la sustancia M, y de esta manera concluir que la ecuación de la reacción de los dos gases es: P. Ya con estos datos, el docente puede hacer el dibujo: un recipiente inicial con 10 esferas (dos moles de moléculas de M) + 30 esferas de la sustancia Y (20 esferas=1 mol + 10 esferas= 0,5 mol de Y que no reaccionaron), y los productos serían: un recipiente con 10 esferas de Y (0,5 mol que no reaccionaron) + 30 esferas de P (un mol). Mediante este tipo de representaciones, el docente puede hacerles comprender a los estudiantes de manera gráfica e ilustrativa la importancia de las relaciones estequiométricas al momento de analizar ecuaciones, lo que hará que los estudiantes superen sus dificultades y aprendan nuevos saberes.

La opción que plantea la ecuación como  es incorrecta porque esta indica que el dibujo de 3 esferas (10 gramos cada una) corresponden a un mol de la sustancia Y. Recordemos que en la reacción balanceada correcta 1 mol de la sustancia Y correspondían a 20 g y no 30 g como lo dice esta opción. Por lo tanto, el dibujo que esta opción de respuesta propone no sería el más indicado para que el docente le ayude a superar las dificultades a los estudiantes.

Las opciones que plantean las ecuaciones son incorrectas porque mencionan que las esferas dibujadas representan moles de átomos y no moles de moléculas. Recordemos que en el ejercicio se menciona que las sustancias Y, M y P son compuestos químicos y no elementos químicos, por lo que el concepto de mol-átomo no sería el más indicado para resolver las dudas de los estudiantes. Un mol de moléculas puede tener varias moles de átomos, por eso, ambos conceptos no pueden ser tratados por igual cuando se está trabajando con ecuaciones químicas y estequiometría de gases.

La respuesta correcta es: y luego dibujar un recipiente inicial con 10 esferas que representan los dos moles de moléculas de M, 30 esferas que sería la sustancia Y; y finalmente dibujar un segundo recipiente con 10 esferas de Y que no reaccionaron junto con 30 esferas que representan un mol de P formado después de la reacción.

3. En un salón de clase, el profesor les enseña a los alumnos sobre las ventajas de conocer una teoría junto con los experimentos que llevaron a comprobarla. Un ejemplo sería el modelo que se puede usar para predecir los efectos físicos de un gas contenido en un volumen determinado. Para realizar didáctica la clase, el profesor usa como ejemplo un cilindro pistón, en el que se conoce su volumen inicial y, al aplicar una presión conocida en el pistón, podremos predecir de manera exacta el volumen final del cilindro que contiene al gas. Al finalizar la explicación, un alumno de la clase le pregunta al docente si existe otro caso para el efecto físico de esta ley. Para complementar la duda del alumno, el profesor pone como ejemplo

Seleccione una:

A. una pelota inflada con aire en la playa, conociendo su volumen, la cual es dejada al sol, por lo que podremos predecir el cambio de volumen que se genera.

B. un neumático inflado que es usado para un viaje en carretera, el cual posee un volumen constante y permite determinar la presión del aire en su interior.

C. un globo que es inflado con un volumen conocido y elevado a una cierta altura, suponiendo temperatura constante, por lo cual podremos conocer su volumen final. 

D. el uso de un globo que es inflado con aire caliente del cual se conoce su volumen inicial, su temperatura y la altura a la que se eleva para determinar su volumen final.

Retroalimentación

La respuesta correcta es: un globo que es inflado con un volumen conocido y elevado a una cierta altura, suponiendo temperatura constante, por lo cual podremos conocer su volumen final.

4. Tras explicar en clases cómo se ven afectados los gases cuando ocurren cambios en ciertas propiedades, el docente pregunta a un alumno cuál cree que sea un buen ejemplo sobre el efecto de aplicar una fuerza a una masa de gas; el alumno usa de ejemplo cómo los globos, al estar expuestos al sol, se suelen reventar. El docente nota que este es un ejemplo erróneo, debido a que esto es un efecto de la temperatura, que es una propiedad diferente, por tanto, la estrategia más adecuada que puede emplear el docente para aclarar el concepto es

Seleccione una:

A. llenar un globo con aire en el aula, hasta que este se reviente al no poder contener más aire, para ejemplificar lo que sucede cuando se excede la cantidad de aire que puede almacenar dicho objeto.

B. mostrar a los alumnos un video del efecto de elevar un globo inflado con aire por el cielo, tratando de visualizar el aumento del volumen en el globo según aumenta la altura, asociando la altura a los cambios ocurridos. 

C. inflar un globo largo en el aula y hacer múltiples nudos en este hasta que se reviente, para demostrar cómo se obtiene el mismo resultado que en el ejemplo dado, pero empleando otro cambio a las condiciones del globo.

D. observar en clases cómo un globo inflado con aire se diferencia de uno inflado con helio, ya que el primero cae al suelo y el segundo se eleva hasta el techo, debido a la interacción de cada gas con su entorno.

Retroalimentación

Al referirse a una fuerza que se ejerce sobre una masa de gas, el docente está pidiendo un ejemplo relacionado con la presión, por esta razón, la estrategia correcta sería inflar un globo largo en el aula y hacer múltiples nudos en este hasta que se reviente, puesto que, de esta manera, empleando el objeto del ejemplo del alumno, se explica qué sucede cuando se le aplica una presión al mismo, obteniendo el mismo resultado que en el caso de la temperatura, pero, esta vez, se puede afirmar que el cambio aplicado fue un aumento en la presión, al disminuir el tamaño del globo haciendo nudos en él.

Sería incorrecto mostrar a los alumnos un video del efecto de elevar un globo inflado con aire en el cielo, debido a la dificultad que representaría notar el aumento en el volumen del mismo y la necesidad de introducir una relación entre la altura a la que se encuentra el globo y la presión que se le aplica, a pesar de tratarse del concepto adecuado, no se puede considerar como una estrategia adecuada.

Con relación a la opción de observar en clases cómo un globo inflado con aire se diferencia de uno inflado con helio, ya que el primero cae al suelo y el segundo se eleva hasta el techo, hablamos de un ejemplo incorrecto si se desea tratar el tema de la presión, ya que este evento es consecuencia de la diferencia de densidad entre el helio y el aire, debido a que la densidad del helio es inferior, pues el globo flota encima del aire hasta que es detenido por el techo del aula en este caso, mientras que el globo que es inflado con aire tendrá la misma densidad que el aire que lo rodea, manteniéndolo en el suelo.

En el mismo orden de ideas, en el caso de llenar un globo con aire en el aula hasta que este se reviente al no poder contener más aire también ejemplifica una propiedad distinta a la presión, en específico muestra cómo el aumento de masa de gas influye en un aumento del volumen que el gas ocupa, también concierne a la consecuencia de aumentar indefinidamente el tamaño del globo, afectando en algún momento el límite en la resistencia del material del cual está constituido, de esta manera el ejemplo se basa más en el material del globo, sus propiedades y capacidad que en el efecto de la presión que se ejerce sobre el gas dentro del objeto en cuestión, a pesar de que al introducir una mayor cantidad de aire se aumenta la presión en el interior del globo, esta no es la que causa finalmente que el globo no pueda contener más aire, sino el volumen al que se ve limitado el globo.

La respuesta correcta es: inflar un globo largo en el aula y hacer múltiples nudos en este hasta que se reviente, para demostrar cómo se obtiene el mismo resultado que en el ejemplo dado, pero empleando otro cambio a las condiciones del globo.

5. El docente decide dejar como actividad de una clase para la otra, un ejercicio que consiste en determinar el volumen de nitrógeno producido en la reacción de descomposición de la azida de sodio en una bolsa de aire de un automóvil, dejando como datos la cantidad de este compuesto que se encuentra dentro de la bolsa y la ecuación química que representa la reacción. En la siguiente clase, desea evaluar el desempeño de todos los alumnos y determinar si han entendido completamente los conceptos relacionados a estos cálculos. Tras comparar la resolución y resultados presentados por todos los alumnos es capaz de identificar los errores comunes que cometieron, como olvidar o errar en el balanceo de la ecuación química o realizar los cálculos sobre bases másicas y no molares, por lo cual decide

Seleccione una:

A. realizar un esquema de pasos de cómo balancear ecuaciones químicas con gases en el tablero, para que los alumnos resuelvan el problema en la clase y verificar el avance de ellos, corrigiendo cualquier error que note en el proceso.

B. entregar una guía de ejercicios resueltos que incluya la actividad planteada en el que se observen los procesos de balanceo y donde todos los datos sean molares, que contenga unos ejercicios que los alumnos puedan resolver.

C. presentar la resolución correcta al lado de la incorrecta, enumerar los errores presentes en la incorrecta y proponer una lista de soluciones para cada error, y después entregar un nuevo ejercicio para la próxima clase.

D. resolver el ejercicio en el tablero, especificando cada parte del proceso, en especial el balanceo de la ecuación química y la necesidad de trabajar con unidades molares en ciertos cálculos para que los alumnos resuelvan un nuevo ejercicio. 

Retroalimentación

La respuesta correcta es: resolver el ejercicio en el tablero, especificando cada parte del proceso, en especial el balanceo de la ecuación química y la necesidad de trabajar con unidades molares en ciertos cálculos para que los alumnos resuelvan un nuevo ejercicio.

6. En clase de propiedades de los gases el profesor les explica a sus estudiantes que en 1660 el químico inglés Robert Boyle realizó una serie de experiencias que relacionaban el volumen y la presión de un gas a temperatura constante. Para ilustrar mejor su explicación les presenta a sus estudiantes el siguiente gráfico:

Y pregunta a sus estudiantes cómo se puede interpretar esta gráfica, a lo que un estudiante contesta: “A temperatura constante, el volumen de una masa fija de un gas es directamente proporcional a la presión que este ejerce.” Al percatarse del error del estudiante, el profesor determina una ayuda didáctica que permita que el estudiante corrija su imprecisión la cual debe ser

Seleccione una:

A. enseñar mediante un ejemplo como el inflado de un globo dentro de una cámara de vacío, para explicar que a medida que el globo se infla y gana volumen la presión en él está disminuyendo ya que la cantidad de gas en el globo sigue constante. 

B. efectuar un experimento del llenado de aire de un matraz y con esto ilustrar que a medida que la cantidad de aire va aumentando en el recipiente, la presión va en aumento, todo esto teniendo en cuenta que la temperatura sigue constante.

C. desarrollar un ejercicio donde se tengan dos volúmenes y presiones iniciales conocidas para hallar los volúmenes y presiones desconocidas finales, y con esto demostrar que a medida que el volumen aumenta la presión va disminuyendo.

D. explicar mediante la misma gráfica que se propuso en la clase para hacer notar que a medida que la presión se va alejando del vértice, de la misma manera lo está haciendo la presión, esto solo si temperatura y cantidad de masa es constante.

Retroalimentación

La respuesta correcta es: enseñar mediante un ejemplo como el inflado de un globo dentro de una cámara de vacío, para explicar que a medida que el globo se infla y gana volumen la presión en él está disminuyendo ya que la cantidad de gas en el globo sigue constante.

7. Con el fin de que sus estudiantes logren comprender el comportamiento de los gases. El profesor propone en el tablero el siguiente problema:

“Calcular el número de moles de un gas que se encuentra en un recipiente cerrado de 2,0 litros; sometido a una presión de 2,3 atm y a 25 °C (298K).”

Les pide a sus estudiantes que apliquen la ecuación de estado para resolverlo; luego de un tiempo dos estudiantes presentan sus ejercicios resueltos así:

Al revisar las respuestas de los estudiantes, el profesor encontró un error en uno de ellos en el momento de usar uno de los términos que intervienen en la ecuación. La estrategia de retroalimentación del docente debe estar dirigida al estudiante

Seleccione una:

A. 2: y sugerirle que revise la constante universal de los gases ideales, porque la expresada en su ejercicio correspondiente al volumen molar que se le aplica a cualquier gas en condiciones estándar. 

B. 1: y pedirle que la ecuación de estado debe estar ordenada en términos de cantidad de moles ya que lo que el problema está solicitando son los moles y es evidente que estos están al lado derecho de la ecuación.

C. 1: y solicitarle que despeje previamente la cantidad de masa en moles de la ecuación de estado, ya que si se omite este paso no es posible garantizar que al final el resultado esté correctamente desarrollado.

D. 2: y ayudarle a simplificar de manera debida las unidades que intervienen en el ejercicio, ya que se debió escribir todas las unidades en su denominador para que así se puedan obtener las moles.

Retroalimentación

La respuesta correcta es: 2: y sugerirle que revise la constante universal de los gases ideales, porque la expresada en su ejercicio correspondiente al volumen molar que se le aplica a cualquier gas en condiciones estándar.

8. Para evaluar un tema, el docente asigna a los alumnos que de forma grupal realicen una exposición, a cada grupo le es asignado una propiedad que sea fundamental para describir la conducta de las sustancias en estado gaseoso, y deben explicar la importancia de la propiedad a través de un ejemplo práctico en el laboratorio de la institución. Los alumnos, a los cuales les corresponde explicar que sucede al enfriar o calentar los gases, deciden emplear, como ejemplo práctico, lo que le sucede al gas propano disponible en el laboratorio, cuando se le aplica una fuente de calor, como una chispa. Al realizar el experimento, el docente observa el error, pues esto demuestra la volatilidad del propano como gas, mas no describe la influencia de la propiedad asignada a los alumnos. Ante esto, el docente, para corregir al grupo y aclarar el tema a la clase, decide exponer un ejemplo que consiste en

Seleccione una:

A. llenar un globo con aire que ha sido calentado mediante un secador de cabellos y otro con aire de una bomba común, hasta que alcancen el mismo tamaño, y dejarlos un largo periodo de tiempo, para luego comparar los cambios en el tamaño de cada globo usado. 

B. traer un cilindro transparente con una tapa interna que tenga movilidad en un rango del cilindro, el cual solo tendrá aire en su interior y será sometido a calor en un baño de maría común y a frío mediante un baño con hielo para observar la movilidad de la tapa interna.

C. inflar un par de globos con aire hasta que tengan el mismo tamaño y someter un globo a la llama del mechero de bunsen y el otro introducirlo en un balde de hielo, para después de un periodo de tiempo comparar el cambio en el tamaño de cada globo usado.

D. medir la temperatura del aire contenido en un cilindro vertical con un tapa en la parte superior, antes y después de poner un peso determinado en la tapa, generando que esta se introduzca en el cilindro hasta cierto punto, para demostrar el cambio en la propiedad medida.

Retroalimentación

La opción que debe elegir el docente es la de un cilindro transparente con una tapa interna que tenga movilidad en un rango del cilindro, ya que este objeto podrá resistir los cambios en la temperatura y será fácil para los compañeros observar cómo, bajo dos condiciones extremas de temperatura, es decir, una caliente y una fría, el volumen del aire dentro del cilindro va a cambiar cuando se realice un cambio en la temperatura, contrayéndose cuando se encuentra en el baño de hielo y expandiéndose en el baño de maría caliente, demostrando que la temperatura afectará de manera proporcional el volumen que ocupa el gas.

En cuanto a la opción de medir la temperatura del aire contenido en un cilindro vertical con un tapa en la parte superior, antes y después de poner un peso determinado en la tapa, no puede ser el ejemplo correcto, ya que se estaría evaluando el efecto que tiene la presión sobre la temperatura del gas, que si bien puede servir para relacionar las dos propiedades, no ilustra la que fue asignada por el docente.

Por otro lado, el ejemplo de inflar un par de globos con aire hasta que tengan el mismo tamaño y someter un globo a la llama del mechero de bunsen y el otro introducirlo en un balde de hielo, no será el ejemplo más ilustrativo debido a que, en un principio, no es posible asegurar que ambos globos poseen exactamente el mismo volumen ni mucho menos que contienen la misma cantidad de aire, como para que pueda ser comparado el cambio del volumen entre ellos; así mismo, el globo se puede reventar debido al cambio de temperatura, causando que la experiencia se deba repetir.

En último lugar, llenar un globo con aire que ha sido calentado mediante un secador de cabellos y otro con aire de una bomba común hasta que alcancen el mismo tamaño y dejarlos un largo periodo de tiempo, al igual que en el caso anterior presenta la imprecisión inicial de la cantidad de aire introducida en el globo; además, consiste en un ejemplo que pueda tardar mucho tiempo, ya que la variación en el tamaño por la temperatura del aire producto de un secador común no será muy grande, como consecuencia de que el secador no calienta el aire a una temperatura demasiado alta; adicionalmente, al estar expuesto a la temperatura ambiente, el aire se enfriará progresivamente, implicando que no se pueda observar una marcada diferencia en los volúmenes de los globos, solo comparar si el globo llenado con aire caliente puede sufrir un cambio en su tamaño.

La respuesta correcta es: traer un cilindro transparente con una tapa interna que tenga movilidad en un rango del cilindro, el cual solo tendrá aire en su interior y será sometido a calor en un baño de maría común y a frío mediante un baño con hielo para observar la movilidad de la tapa interna.

9. Durante la clase el docente proyecta el siguiente gráfico a sus estudiantes:

Elaborado por: Jesús María Hernández.

El docente explica que el gráfico representa el llamado punto triple del agua, en el cual esa sustancia está en equilibrio entre los tres estados básicos de la materia, los cuales son representados por las letras A, B y C. Dependiendo de los cambios de las variables X y Y el agua puede pasar de un estado a otro. Luego, un estudiante pregunta cómo se ilustraria en el gráfico el paso de las moléculas de agua al estado gaseoso, por lo que el docente decide reemplazar las letras A, B, C, Y y X, y de paso colocar las palabras inicio y fin y una línea para mostrar el paso del agua de uno de los estados de la materia al estado gaseoso.

Para ayudar a superar la duda del estudiante, el esquema gráfico que el docente debe mostrar es.

10. En una clase, el docente les explica a sus estudiantes que los gases pueden modificar su volumen cuando cambia la temperatura, donde se mantiene constante la fuerza de empuje que aplican las partículas gaseosas en las paredes del recipiente que los contiene. Después, una estudiante pregunta en qué situaciones puede presentarse esa situación.

Para responder a la pregunta de la estudiante, el ejemplo de la vida cotidiana que NO debe usar el docente como ejemplo es

Seleccione una:

A. colocar una pelota desinflada encima de agua caliente, lo que hará que el gas interior altere su volumen a medida que asciende la temperatura. 

B. guardar en una nevera un globo de cumpleaños, y así se comprueba que el volumen del globo cambia a medida que la temperatura desciende.

C. la elevación de un globo aerostático por acción del calor, porque así se modifica el volumen del globo a medida que se eleva la temperatura.

D. calentar y luego apagar una olla a presión, porque así se verifica que el volumen total del recipiente cambia a medida que la temperatura desciende.

Retroalimentación

Es la respuesta correcta porque es una situación donde no se aplica correctamente la variación del volumen y la temperatura de acuerdo a la explicación del docente. La ley de los gases a la que hace referencia el docente en su explicación es la ley de Charles, la cual explica que el volumen es directamente proporcional a la temperatura, es decir, si una de las dos variables se incrementa y disminuye, la otra seguirá ese mismo comportamiento. En el caso que se expone en esta opción de respuesta, en la olla a presión siempre se mantiene constante el volumen cuando se calienta o se enfrían los gases del interior, ya que esas ollas están hechas de metal duro, que es imposible modificar su volumen. Además, la presión en la olla se modifica, lo que contradice a la explicación del docente cuando este menciona que debe mantenerse constante la fuerza de empuje que aplican las partículas gaseosas sobre las paredes del recipiente que los contiene, es decir, la presión siempre debe ser la misma.

La opción que menciona una nevera es incorrecta porque es un ejemplo claro de aplicación de la ley de Charles. Cuando disminuye la temperatura, esto hace que las moléculas gaseosas dentro del globo disminuyan su velocidad y hace que el volumen del globo descienda manteniendo constante la presión interna.

La opción que menciona un globo aerostático es incorrecta porque los globos aerostáticos son un ejemplo que puede usarse para explicar la ley de Charles. En los globos de este tipo se calienta el aire, lo que hace que las moléculas de aire ocupan más volumen, y hagan que la densidad disminuya, permitiendo así la elevación de estos globos.

La opción que menciona una pelota desinflada es incorrecta porque cuando la pelota desinflada se coloca en agua caliente, este calor se transfiere a las moléculas de aire, haciendo que la pelota se infle más por el aumento de su volumen. Por lo tanto, esta situación es ideal para explicar la ley de Charles.

La respuesta correcta es: calentar y luego apagar una olla a presión, porque así se verifica que el volumen total del recipiente cambia a medida que la temperatura desciende.