Hola Colegas!
Hoy les quiero comentar un laboratorio que puede ser el comienzo de una conversación con la clase de tercero medio. En las últimas semanas deberíamos haber comenzado a hablar sobre la ley de conservación de energía y su relación con el flujo de calor, por lo que les propongo hacer una pequeña demostración en la clase que les permita hacerse una idea sobre como se relaciona el flujo de calor con el cambio de la entalpía.
Antes de comenzar necesitan dos globos, una vela, fósforos y agua. Cada grupo de 4 estudiantes deberá tener la siguiente pauta, que se les entrega un poco antes de comenzar la demostración (el cuadro vacio en la parte superior es para que los estudiantes inventen un titulo al laboratorio).
Instrucciones para los estudiantes:
- Antes de comenzar se les explicará el procedimiento (en el siguiente apartado) y se les pedirá que escriban su hipótesis de forma individual.
- Una vez que han escrito su hipótesis individual, reúnanse con su compañero de asiento y los que se encuentran delante o detrás y formen grupos de a cuatro, lean sus hipótesis individuales y escriban su hipótesis de grupo en la guía. Deben ponerse de acuerdo en qué escribir.
- Observar el experimento, e ir tomando notas.
- Se les darán 10 minutos después de la discusión para que llenen el resto de la guía antes de continuar.
Procedimiento:
1. Inflar el primer globo.
2. Poner al menos 150 mL de agua en el segundo globo y luego inflarlo hasta que alcance el mismo tamaño que el primer globo.
3. Prender la vela y acercarla al primer globo, mantenerla debajo del globo hasta que explote.
4. Acercar la vela prendida al segundo globo por debajo, dejarla un poco más de tiempo que el anterior.
5. Preguntar: ¿qué a pasado? y recordarles que deben escribir sus observaciones en la guía.
Partiendo desde el punto de que los estudiantes deberían comentar lo observado se debería tener una discusión sobre:
- A qué se debe la diferencia entre el primer y el segundo globo.
- Qué ocurre con la energía.
- Donde quedan las energías con respecto a cada globo.
- Si abrimos el segundo globo y midieramos su temperatura, ¿qué deberíamos encontrar?
Una vez terminada la discusión se le entregan los 10 minutos a los grupos para que completen la guía anotando los conceptos que se aplican en el experimento (solo el concepto, no la definición) y/o principios que se pueden identificar, además de completar sus conclusiones.
-El flujo de la energía desde la vela que es exotérmica al agua en el globo que estaría en un proceso endotérmico se permite por la frontera que sería el globo, dejandonos con un sistema cerrado donde no cambia la cantidad de materia, pero si la energía. Es por lo anterior que si pudieramos tomar la temperatura del agua esta debería haber aumentado un par de grados.-
Una vez terminado el tiempo le solicitamos a algunos grupos que nos lean su conclusión, les deje arriba una idea de lo que los estudiantes podrían responder con el conocimiento que ya tienen, y conversemos sobre lo que ocurre con la energía, planeando que el flujo de la energía que va de la vela al agua que se encuentra en el globo (asumiendo que no cambia su volumen al no mantener la vela tanto tiempo) representa al calor y este es equivalente a la variación de la entalpía. Pero no es lo mismo en el globo solo, ya que existe un aumento en la presión que representa un trabajo, por lo que ya no hablaríamos de entalpía.
Espero les sirva, nos leemos!
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