Física y química 3º ESO Curso 2010-11

Ejercicios de repaso para el examen de los temas 2 y 3:

1. Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas y explica por qué (puedes reescribir la frase para que sea verdadera):

a. Los líquidos tiene un volumen determinado y una forma propia.

Falso. Los líquidos tienen un volumen determinado (fijo) pero no tienen forma propia.

b. Los gases son fácilmente compresibles.Verdadero.

c. Los líquidos ocupan todo el volumen del recipienteFalso. Los gases ocupan todo el volumen del recipiente. O bien, los líquidos tienen volumen fijo.

d. Los líquidos tienen un volumen determinado pero no forma propiaVerdadero.

e. Los gases tienen volumen determinado y forma propia.Falso. Los gases no tienen forma propia ni volumen determinado.

2. Indica cuáles de las siguientes afirmaciones son verdaderas y cuales falsas. Razona la respuesta.a) Las partículas que constituyen un sólido, a pesar de estar fuertemente unidas, mantienen un

movimiento de vibración.Verdadero.

b) Entre partícula y partícula de un gas hay espacio vacío, pero cuando se convierte en líquido ese espacio se llena.Falso. Lo que ocurre es que al convertirse el gas en líquido disminuye la distancia de separación entre las partículas.

c) Al calentar el gas contenido en un cilindro el gas aumenta de volumen porque las partículas que forman el gas se hacen más grandes.Falso. Al calentar el gas aumenta la energía y la velocidad de las partículas lo que provoca que aumente la separación que hay entre ellas. Este aumento de separación es lo que causa el incremento de volumen.

3. Dibuja en los siguientes cuadros como se veríamos las partículas de un sólido, un líquido o un gas si pudiéramos verlas.

SOLIDO LÍQUIDO GAS

4. Completa el siguiente diagrama de los cambios de estado:

5. Indica cuáles de las siguientes características corresponden a una evaporación, a una ebullición o a ambos procesos:a) Ocurre a una temperatura dada.

Ebullición

b) Es un proceso que absorbe energía mediante calor.

Ebullición y evaporación

c) Se da a cualquier temperatura.

Evaporación

d) Es rápido y tumultuoso

Ebullición

e) Es el paso de líquido a gas.

Ebullición y evaporación

6. Contesta a las siguientes preguntas:a. ¿Cómo se denomina la temperatura a la que hierve una sustancia a la presión atmosférica?

Temperatura de ebullición

b. ¿Qué ocurre con la temperatura mientras se produce un cambio de estado?

Permanece constante.

c. ¿Cómo se denomina la temperatura a la que se funde una sustancia a la presión atmosférica?

Temperatura de fusión

d. ¿Cómo se denomina la energía absorbida o desprendida durante el cambio de estado de una sustancia pura?

Calor latente de cambio de estado

7. En una experiencia de laboratorio se suministra calor a un sólido pulverizado y cada cierto tiempo se mide su temperatura. Los resultados obtenidos se recogen en la tabla de datos:

Tiempo (min) 0 1 2 3 4 5 6Temperatura

(ºC)20 40 60 80 80 90 100

A. Representa la gráfica Temperatura-tiempo:

b. ¿Cuál es la temperatura de fusión?

80 º C

Es la temperatura a la que se produce el paso de sólido a líquido. Durante ese tiempo la temperatura permanece constante (no varía). c. Indica el estado en que se encuentra la sustancia a …

30 º C 60º C 80º C 90º C

Sólido Sólido Sólido + líquido Líquido

8. Una piscina tiene forma de tetraedro con las dimensiones indicadas en la figura. A) Calcula el volumen de agua que cabe en la piscina; B) La densidad del agua es 1 g/cm3, exprésala en unidades

del Sistema Internacional. C) Calcula la masa de agua que cabe en la piscina.

a) V=largo×ancho× largo=5×3×2=30m3

b) 1gcm3

×1kg1000 g

×1000000cm3

1m3=1000kg /m3

c) La densidad viene dada por la fórmula:

d=mV

Pero lo que nos pide es la masa, por lo tanto debemos despejar la masa de la ecuación anterior. Como el volumen está dividiendo, pasará el primer miembro de la ecuación multiplicando, y por tanto:

m=V·d

Conocemos el volumen y la densidad de apartados anteriores:

V = 30 m3

d = 1000 kg/m3

m=30m3 ·1000 kgm3

=30000 kg

9. Para medir la densidad de una piedra primero calculamos su volumen introduciéndola en una probeta con agua. Al realizar la experiencia comprobamos que el volumen de agua desplazado es 32 mL. Posteriormente medimos su masa con una balanza electrónica obteniendo una masa de 321 g. A) Determina su densidad. B) Expresa la densidad en g/L.

De los datos que nos da el problema deducimos que V = 32 mL y que m = 321 g.

a) d=mV

= 321g32mL

=10.03 gmLb) 10.03 g

mL×1000mL1L

=¿1000 gL

10. Un cilindro de madera tiene 4 cm de radio y 6 cm de altura. Se mide la masa en una balanza electrónica, obteniéndose 140 g. a) Determina el volumen del cilindro; b) Determina la densidad del cilindro; c) Expresa la densidad del cilindro en unidades SI. DATO: El volumen de un cilindro viene

dado por la expresión V=π⋅r2⋅h (3 puntos)

a) El volumen de un cilindro viene dado por la fórmula: V=π⋅r2⋅h , sustituimos los datos del

problema en la fórmula:

V=π·42 ·6=π·16 ·6=301.6 cm3

b) d=mV

= 140 g

301 .6cm3=0 .46 g

cm3

h = 6 cm

r = 4 cm

c) 0 .46gcm3

·1kg1000 g

·1000000 cm3

1m3=0.46 ·1000000

1000=460 kg

m3

11. Escribe las principales hipótesis de la teoría cinética: Los gases están constituidos por gran número de partículas, tan pequeñas que no se pueden ver con

el microscopio. Las partículas ocupan un volumen muy pequeño en comparación con el volumen del recipiente. Entre

partícula y partícula solo hay espacio vacío. Las partículas están en continuo movimiento caótico. Cuando chocan no hay pérdida de energía. El movimiento queda determinado por las fuerzas atractivas de cohesión, que tienden a mantener

unidas las partículas, y las fuerzas repulsivas, que tienden a separarlas.12. Imagina que tenemos un recipiente cerrado y lleno de aire. Contesta razonadamente a las siguientes

preguntas:a) ¿Qué ocurre si disminuimos el volumen del recipiente manteniendo la temperatura constante?

Si disminuye el volumen, a temperatura constante, la frecuencia de los choques de las partículas es mayor y, como consecuencia la presión aumenta.

b) ¿Qué ocurrirá si aumentamos el volumen del recipiente manteniendo constante la temperatura?

Si aumentamos el volumen, a temperatura constante, la frecuencia de los choques disminuye y, como consecuencia la presión también disminuye.

c) ¿Qué pasaría si aumentamos la temperatura del recipiente manteniendo constante su volumen?

Si aumenta la temperatura, manteniendo constante el volumen, aumenta la energía cinética media de las partículas. La intensidad y la frecuencia de los choques será mayor, con lo que la presión aumenta.

d) ¿Y qué ocurriría si disminuimos la temperatura manteniendo constante su volumen?

Si disminuye la temperatura, manteniendo constante el volumen, disminuye la energía cinética media de las partículas. La intensidad y la frecuencia de los choques será menor, con lo que la presión disminuye.

13. Clasifica los siguientes sistemas materiales como homogéneos o heterogéneos:a) Humo: heterogéneob) Agua: homogéneoc) Aire: homogéneod) Vidrio: homogéneoe) Gasolina: homogéneof) Hielo picado en agua: heterogéneog) Leche: heterogéneoh) Sangre: heterogéneoi) Alcohol: homogéneoj) Plástico: homogéneo

14. Tenemos dos recipientes con un líquido (no sabemos qué líquido es, ni si es una mezcla). Calentamos los recipientes y vamos anotando la temperatura de cada uno de ellos obteniendo la siguiente tabla:Sistema material A

Temperatura (ºC)

20 30 40 50 60 65 65 65

Tiempo (min)

0 1 2 3 4 5 6 7

Sistema material B

Temperatura (ºC)

20 35 50 53 55 58 60 62

Tiempo (min)

0 1 2 3 4 5 6 7

a) Representa gráficamente el proceso:

Sistema material A Sistema material B

b) Indica si los sistemas anteriores están formados por una sustancia pura o una mezcla y explica por qué:

El sistema A es una sustancia pura ya que presenta una temperatura de ebullición constante (65 ºC) mientras que el B es una mezcla ya que su temperatura de ebullición no es constante.

15. ¿Qué es una disolución? ¿De qué partes está formada? Por al menos tres ejemplos de disoluciones.

Una disolución es un sistema material homogéneo formado por la mezcla de dos o más componentes.

Una disolución está formada por el soluto, que es el componente minoritario, y el disolvente, que es el mayoritario.

Ejemplos de disoluciones: agua con sal, agua con azúcar, alcohol con agua, alcohol con un poco de yodo, aire, oxígeno disuelto en agua, bronce, acero, etc.

16. ¿Qué es una sustancia pura? Explica cómo podemos distinguir una sustancia pura de una mezcla.

Una sustancia pura es un sistema material homogéneo formado por un solo componente.

Para distinguir una mezcla de una sustancia pura utilizamos las temperaturas de fusión y ebullición. En las sustancias puras estas temperaturas son constantes mientras que en las mezclas no lo son.

17. Una sustancia de aspecto homogéneo comienza a hervir a 50 ºC y continúa hirviendo a medida que aumenta su temperatura. ¿Es una disolución o una sustancia pura? Justifica la respuesta. (1 punto)

Se trata de una mezcla ya que su temperatura de ebullición no es constante.

18. Explica los pasos para preparar 300 mL de disolución de hidróxido sódico de concentración 15 g/L.1º Calculamos los gramos de hidróxido sódico que necesitamos:

15 g 1 L

X g 0,3 L

X = 15g·0,3 L1L

=4,5 g

2º Con una balanza pesamos 4,5 g de hidróxido sódico.

3º En un vaso de precipitados disolvemos los 4,5 g de hidróxido sódico en unos 100 mL de agua.

4º Vertemos la disolución formada en un matraz aforado, se lava lo que ha quedado en el vaso y se vierte también en el matraz.

5º Se enrasa el líquido con ayuda de una bureta con el aforo de matraz.

(En la página 44 del libro hay un cuadro donde se explica con dibujos)

19. Se quieren preparar 125 g de disolución acuosa de cloruro de potasio al 5 %. a. ¿Qué cantidades de soluto y disolvente se deben tomar?

% peso = masade soluto

masadedisolución · 100

5%= masadesoluto125gde disolución

·100

Despejamos la masa de soluto de la fórmula anterior:

masade soluto=5% ·125 g100

=6,25 gde solu¿ (cloruro sódico)

b. ¿Se puede averiguar el volumen final de la disolución?No se puede calcular el volumen de disolución, aunque si sabemos que en general es menor que la suma de volumen de disolvente (en este caso agua) y soluto (cloruro sódico) debido al reordenamiento que sufren las partículas en el proceso de disolución.

20. Para sazonar un caldo de pescado se deben añadir 16 g de sal a 2 litros de caldo.

a) ¿Cuál es la concentración de sal (en g/l) en el caldo?

Concentració n= gde solutovolumen dedisoluci ónen litros

En este caso el soluto son los 16 g de sal (componente minoritario) y el disolvente los 2 litros de agua (componente mayoritario)

Concentració n=16 gde solu ¿ ¿2 Ldedisoluci ón

=8g /L

Lo que quiere decir que hay 8 g de sal por cada litro de caldo.

b) Si cogemos 150 ml de caldo ¿cuál será su concentración? ¿Qué cantidad de sal contendrán esos 150 ml?

Si tomamos 150 ml de caldo su concentración no varía y sigue siendo 8 g/L.

Como la concentración es 8 g/L sabemos que hay 8 g de soluto por cada litro de sal. Por lo que podemos saber la cantidad de sal que habrá en 150 mL = 0,15 L de disolución mediante una regla de tres:

8 g de sal 1 L disolución

X g de sal 0,15 L disolución

x=8 g·0,15 L1 L

=1,2gde glucosa

21. La glucosa, uno de los componentes del azúcar, es una sustancia sólida soluble en agua. La disolución de glucosa en agua (suero glucosado) se usa para alimentar a los enfermos

cuando no pueden comer. En la etiqueta de una botella de suero de 500 cm3 aparece: “Disolución de glucosa en agua, concentración 55 g/l”.

a) ¿Cuál es el disolvente y cuál el soluto en la disolución?

La glucosa es el soluto (componente minoritario) y el agua el disolvente (componente mayoritario)

b) Ponemos en un plato 50 cm3. Si dejamos que se evapore el agua, ¿Qué cantidad de glucosa quedará en el plato?

Si ponemos en un plato 50 cm3 de disolución y se evapora el agua quedará el soluto, es decir, la glucosa. La concentración es 55 g/L por lo que hay 55 g de glucosa en 1 L de disolución. Por otro lado tenemos que pasar los 50 cm3 a litros, para ello dividimos por 1000, y nos da 0,05 L.

Hacemos una regla de tres:

55 g de glucosa 1 L de suero (disolución)

X g de glucosa 0,05 L de suero

x=55g ·0,05 L1 L

=2,75g desal

c) Un enfermo necesita tomar 40 g de glucosa cada hora ¿Qué volumen de suero de la botella anterior se le debe inyectar en una hora?

55 g de glucosa 1 L de suero (disolución)

40 g de glucosa x L de suero

x=40 g ·1 L55 g

=0,727 Lde suero=727mLde suero

22. En un vaso se han puesto 250 g de alcohol junto con 2 g de iodo, que se disuelven completamente.

a) Calcular la concentración de la disolución en % en masa.

El soluto son los 2 g de iodo y el disolvente los 250 g de alcohol

C(mg/l)sodio 21

magnesio 32potasio 64

bicarbonato 255

%masa= masadesolutomasadedisoluci ó n

·100

Recordemos que la masa de disolución = masa soluto (2 g de iodo) + masa de disolvente (250 g de alcohol)

%masa= 2g2g+250 g

·100=0,8%

b) ¿Cuántos gramos de disolución habrá que coger para que al evaporarse el alcohol queden 0,5 g de yodo sólido?

Del enunciado del problema se deduce que hay 2 g de soluto (iodo) en 252 g de disolución (iodo + alcohol).

2 g de soluto 252 g de alcohol

0,5 g de soluto x g de disolución

x=0,5 gsoluto ·252gdisoluci ó n2g soluto

=63 gdedisoluci ó n

c) Si tomamos 50 g de disolución y dejamos evaporar el alcohol. ¿Cuántos gramos de yodo quedan?

Hay 2 g de soluto (iodo) en 252 g de disolución.

2 g de soluto 252 g de disolución

X g de soluto 50 g de disolución

x=50g dedisoluci ón ·2gde soluto252 gde disolució n

=0,397g desolu ¿(iodo )

23. Es obligatorio que en las etiquetas del agua mineral aparezca la concentración de las diferentes sales que tiene disueltas, y que en ningún caso pueden superar los límites máximos establecidos por Sanidad. A partir de la siguiente etiqueta, calcular la cantidad de cada sal que contendrá una botella de litro y medio de esa agua mineral

Observando la tabla vemos que para el sodio hay 21 mg en 1 L de disolución, por tanto, en 1,5 L habrá:

21 mg 1 L

X mg 1,5 L

x=21mg·1,5 L1 L

=31,5mgde sodio

Para el magnesio:

32 mg 1 L

X mg 1,5 L

x=32mg·1,5L1 L

=48mgdesodio

Para el potasio:

64 mg 1 L

X mg 1,5 L

x=64mg ·1,5 L1L

=96mgde sodio

Para el bicarbonato:

255 mg 1 L

X mg 1,5 L

x=255mg·1,5 L1 L

=382,5mgde sodio