Honela dio umeen txiste klasiko batek: urak 90 gradutan irakiten duela dio batek. Eta besteak orduan: “Ez, urak 100 gradutan irakiten du”. Eta hari erantzunez, lehenengoak, azkar ustekoa bera: A, bai! 90 gradutan irakiten duena angelu zuzena da”.
Flickr. Materiaren teoria zinetikoa (Jabari publikoa)
Unibertsoko materia egonkor dago tenperatura, presio edo bolumenari lotutako baldintza naturaletan. Baldintza horiek aldatzen badira, ordea, materiaren egoera aldatu egiten da. Teoria zinetiko-molekularraren bidez azaltzen da hori: materia guztia partikula ordenatuz osatua dago; partikula horiek lotuta daude, erakarpen-indarren bidez, eta etengabe mugitzen dira.
Bideoa ikusi ondoren, bikoteka jarriko gara lanean, eta zenbait jarduera egingo ditugu, argitzen joan gaitezen nolakoa den materiaren barne-antolaketa eta zein teoriak azaltzen duen.
Laborategian hasiko gara. Horretarako, beharko ditugu:
Prezipitatu-ontziak
Ura
Ur-berogailua
Elikagaien koloragarria
50 mL-ko prezipitatu-ontzi bat ur hotzez beteko dugu, eta 50 mL-ko beste prezipitatu-ontzi bat ur beroz. Elikagaien koloragarria botako dugu: 3 tanta ontzi bakoitzean. Zer gertatzen den ikusi, eta gure koadernoan deskribatuko dugu.
Bi simulazio osagarrirekin egingo dugu lan. Lehendabizi, PHET simulazioarekin: Materiaren egoerak
Ezkerraldean ontzi bat ikusten dugu, eta tenperatura kontrolatu dezakegu hor, bero edo hotz gehiago emanez. Eskuinaldean, ontzian zer material sartu nahi dugun aukera dezakegu. Material bat sartzen dugunean, haren molekulek zer-nolako itxura duten erakusten digu simulazioak.
Ikus dezagun egoera desberdinetan zer portaera duten bi substantzia kimikok: oxigenoak eta urak.
1. urratsa
Oxigenoa hautatuko dugu lehendabizi –giro-tenperaturan gasa da–, eta aukera desberdinetan aztertuko dugu: oxigeno solidoa, likidoa eta gaseosoa. Termometroak hiru egoeretan markatutako tenperaturak idatziko ditugu taulan.
Tenperatura (K)
Oxigeno solidoa
Oxigeno likidoa
Oxigeno gasa
Ondoren, egoera solidotik abiatuta, tenperatura igoz joango gara, eta molekulei zer gertatzen zaien aztertuko dugu, beste egoera batzuetara pasa ahala.
2.urratsa
Aurreko prozedura bera errepikatuko dugu, urarekin oraingoan. Tenperaturak taulan idatziko ditugu:
Tenperatura (K)
Ur solidoa
Ur likidoa
Ur gasa
Lehen bezala, egoera solidotik abiatuta, tenperatura igoz joango gara, eta molekulei zer gertatzen zaien aztertuko dugu, beste egoera batzuetara pasatu ahala. Ura pixka bat berezia da. Adi-adi behatzen badugu, zer gertatzen zaio urari solidotik likidora pasatzerakoan?
3. urratsa
Hurrengo pantailara pasatuko gara orain. Hemen, tenperatura kontrolatzeaz gain, ontzian presioa egiteko aukera dugu (eskua mugituz), eta bolumen gehiago sartzeko aukera ere bai (ponparekin).
Oxigenoa hautatuko dugu lehendabizi. Ontzian, 27 K-tan dago; alegia, bere egoera solidoan. Ikus dezagun zer gertatzen den hiru aldagai hauekin: tenperatura, presioa eta bolumena. Horretarako, bi aldagai konstante mantenduko ditugu, eta hirugarrenarekin zer gertatzen den ikusiko dugu
Has gaitezen tenperatura bere horretan utzita: 27 K-tan utziko dugu. Presioa igoko dugu, eskuarekin tapa jaitsita. Ikusiko dugu presioa handitu ahala tenperatuak ere gora egiten duela. Taula eta grafiko bat egingo dugu bost daturekin: tenperatura igotzen hasten denetik gainkarga gertatzen den arte.
Presioa (atm)
Tenperatura (K)
0
27
Orain presioa konstante utziko dugu, eta tenperatura igoz joango gara. Zer gertatzen da? Aurrekoa bezalako taula eta grafiko bat egingo ditugu, bost daturekin.
Presioa (atm)
Tenperatura (K)
0
27
Azkenik, tenperatura eta presioa bere horretan utzi, eta bolumen gehiago sartuz joango gara, ponparekin. Zer gertatzen da?
Aurreko prozedura bera errepikatuko dugu, urarekin oraingoan.
Altzairu-, ur- eta helio-molekulen portaera behatuko dugu 23 ºC, 50ºC eta 90 ºC-tan. Zer desberdintasun ikusten ditugu?
Hiru tenperatura horietan izandako bolumen-aldaketak idatziko ditugu, eta ontziak behatuko ditugu (probeta, globoa). Zer desberdintasun daude?
Helioaren kasuan, T konstante mantentzen badugu, zer gertatzen da bolumenarekin, presioa handituz bagoaz?
Presioa eta bolumena konstante utziz gero, zer gertatzen zaio globoari T igo ahala?
Nola azaltzen du materiaren teoria zinetikoak?
Buruari eragiteko
Zergatik konprimatu dezakegu xiringa batean dagoen gasa, eta, aldiz, ezin dugu gauza bera egin urez betetako xiringa batekin? Teoria zinetikoaren bidez azalduko dugu.
Maila mikroskopikoan, zergatik da solidoen dentsitatea likidoen dentsitatea baino apur bat handiagoa bakarrik, baina likidoen dentsitatea gasen dentsitatea baino nabarmen handiagoa? Teoria zinetikoaren bidez azalduko dugu.
Ebaluazioa eta hausnarketa
Behin zeregina amaituta, une ona da hausnarketa egiteko gure ikaskuntza-egunerokoan. Hona iradokizun batzuk:
Zer ikasi dut?
Prozesuan zehar zerk harritu nau gehien? Zergatik?
