SISTEMAS MATERIALES 1- Calcular la densidad en Kg/m3, en Kg/dm3 y en g/cm3 del agua y del hierro sabiendo que 100 g de estas sustancias ocupan respectivamente, un volumen de 0,1 dm3 y 12,7 cm3. 2 - Se han recogido en un vaso 150 mL de agua del mar. Se sabe que su densidad es 1,2 g/cm 3. ¿Cuál será la masa contenida en el vaso? 3 - Un cuerpo de forma cúbica tiene 4,60 cm de arista y posee una masa de 405,6 g. ¿Cuál es su densidad en g/ cm3 y en el S.I? 4 - Si la densidad del aire es de 0,0013 g/ cm3 ¿cuál es la masa del aire que existe dentro de tu aula, suponiendo que las dimensiones de la misma son 9m . 5 m . 3 m.? 5 - Supón que tienes una piedra de 87 g que introduces en una probeta con agua y que el volumen de agua desplazado ha sido de 15,5 cm3 a) Calcula la densidad b) Explica si la piedra se hundirá en los siguientes líquidos. Aceite (d = 0,7 g/ cm 3) agua (d = 1 g/ cm3) tetracloruro de carbono ( d = 1,60 g/ cm3) mercurio (d = 13600 kg/m3) c) Rompes la piedra en tres trozos que tienen los siguientes volúmenes en relación con el inicial: 1/2 V, 1/3 V, 1/6 V. Calcula la masa y volumen de cada trozo d) ¿Cuál será la densidad de cada uno de los trozos anteriores? 6- Completa lo que falta en cada frase a) Dos bolas esféricas de metales diferentes que tienen el mismo diámetro, aunque tengan igual volumen tendrán diferente ….. y distinta …. b) Si las bolas anteriores son de Cu y de Ag cuyas densidades respectivas son: 8920 kg/m3 y 10500 kg/m3, la bola de plata pesará …. que la de cobre c) El volumen de ambas bolas es el …. porque solo depende del …. . No obstante, la densidad será …. porque además del volumen depende de su …. 7 - Contesta verdadero o falso a las siguientes afirmaciones: a) Las propiedades físicas: densidad, volumen, color, punto de fusión y punto de ebullición permiten diferenciar las diferentes clases de materia b) Diferentes trozos de un mismo metal que pesan cantidades diferentes y, por tanto poseen diferente volumen, tendrán diferentes densidades c) La materia se clasifica en dos tipos distintos: mezclas y sustancias puras d) Se denomina materia a todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio 8 - Completa la siguiente tabla Sustancia d (g/cm3) d (kg/m3)

agua 1

cobre

níquel

8920

8900

mercurio 13,6

madera 0,860

platino

oxigeno 1,43 .10 -3

21450

9 - ¿Cuántos litros de agua caben en un recipiente de forma cúbica cuya arista mide 25 cm? ¿Cuánto pesará el mismo recipiente si lo llenamos de mercurio? densidad (agua) = 1 g/ cm3 , densidad (mercurio) = 13,6 g/ cm3

10 - En el laboratorio se han medido la masa y el volumen de varias sustancias obteniéndose los siguientes resultados: Sustancia Mármol Vidrio Cobre Aluminio

Volumen (cm3) 7,40 50 3,76 27

Masa (g) 20 150 32 72,9

Averigua la densidad de cada sustancia y expresa el resultado en unidades del S.I 11- El aluminio tiene una densidad de 2,6 g/mL. Calcula la masa que tendrá 1 m3 de aluminio, y el volumen que ocupará 1 dg y 1 kg. 12- La densidad del oro 19,3 g/cc. Al sumergir un collar de 155 g en una probeta con agua, el volumen aumenta 9 mL ¿es de oro el collar? 13- ¿Por que flota el hielo en el agua? 14 - La gráfica m - V que aparece a continuación corresponde a dos sustancias diferentes A y B m (g) 4

A

3 B 2 1 V ( cm3) 0

1

2

3

4

5

6

Contesta a las siguientes preguntas razonando las respuestas: a) ¿Cuál de las dos sustancias A o B tiene mayor densidad? b) ¿Qué volumen ocupará una masa de 2,5 g de la sustancia A? c) ¿Qué masa corresponde a un volumen de 3,4 cm3 para la sustancia B? 15- Un recipiente cúbico tiene 0,8 cm de arista. ¿Cabe 1 mL de agua dentro de él? 16 - a) Hallar la densidad de un cuerpo de 90 cm3 de volumen y 60 g de masa. b) ¿Qué masa corresponde a 25 cm3 de ese cuerpo? 17 - Completar las definiciones siguientes: a) Masa es la cantidad de………….. que tiene un cuerpo y su unidad en el S.I. es ………….. b) La unidad de volumen en el S.I. es el…………. Representa el volumen de ………. de 1 m de lado. c) Las propiedades …….. de los sistemas materiales NO permiten identificar un tipo de sustancia concreta. 18 - Clasificar las siguientes propiedades en generales o específicas: masa, dureza, temperatura de fusión, volumen, color.

19 - Relacionar con flechas las columnas: 1) Materia 2) Sustancia 3) Sistema material

a) Porción de materia que se aísla para su estudio b) Ocupa un espacio y tiene masa c) Es un tipo determinado de materia

20 - Sabiendo que una esfera maciza de 3 cm de radio tiene una masa de 12,3 g, calcula la densidad del material. 21 - Localizar la afirmación correcta: a) La balanza nos permite medir la densidad de un cuerpo. b) La masa de un objeto es distinta en la Tierra que en la Luna. c) Todos los utensilios siguientes nos permiten medir volúmenes: probeta, pipeta, bureta. d) El volumen de un sólido sin forma determinada sólo se puede conocer por métodos matemáticos de aproximación. 22 - Decir si son verdaderas o falsas las afirmaciones siguientes y por qué: a) Se dice que una propiedad es específica cuando depende de la clase de sustancia de que está hecho un sistema. b) Se dice que una propiedad es específica cuando permite, en principio, diferenciar unos sistemas de otros. 23 - Decir si son verdaderas o falsas las afirmaciones siguientes y por qué: a) Se dice que una propiedad es general cuando la poseen todos los sistemas. b) Se dice que una propiedad es general cuando permite diferenciar unos sistemas de otros. 24 - Localizar la afirmación correcta. a) Un sistema material queda determinado por su volumen. b) Si la masa de A es mayor que la masa de B, entonces el volumen de A es mayor que el volumen de B. c) Todos los sistemas materiales tienen masa y volumen. d) La masa es una propiedad específica de los sistemas. 25 - La densidad del cobre es 8,9 g/cm3. ¿Qué masa corresponde a un lingote de cobre de 35 x 35 x 20 cm? 26 - ¿Cuál es la masa de 10 cm3 de aceite? ¿Qué volumen ocupa 1 Tm de aceite? Densidad del aceite: 0,9 g/cm3. 27 - A partir de los siguientes datos: densidad del benceno: 0,88 g/cm3; densidad del oro: 19,3 g/cm3 a) Decir quién tiene mayor masa: 2 litros de benceno o 100 cm3 de oro. b) El benceno es inflamable; ¿qué ocurriría si echamos una cerilla a una mezcla de benceno y agua? 28 - Decir si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas y por qué: a) La relación entre masa y volumen es una propiedad general de todos los sistemas. b) Si la densidad de una sustancia es 0,72 g/l, se puede decir también que vale 720 kg/m3. 29 - Disponemos de varios objetos que nos han dicho que son de oro, pero no estamos del todo seguros. Para comprobarlo medimos su masa en la balanza y su volumen sumergiéndolos en una probeta. El resultado es: 1) V = 0,5 cm3 m = 9,65 g 2) V = 1,2 cm3 m = 23,2 g 3) V = 1,8 cm3 m = 34,7 g 4) V = 2,8 cm3 m = 44,0 g a) ¿Cómo podemos saber cuáles son efectivamente de oro? b) ¿Qué relación tiene la pregunta con las propiedades específicas de la materia?

30 - Se han dibujado dos bolas de aluminio. La primera tiene una masa de 32,5 g. a) Hallar la densidad del aluminio. b) Hallar la masa de la mayor.

31 - La masa de un trozo de aluminio es 12 g, y su volumen 4,4 ml. Decir si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a) La densidad del aluminio es 2,7 g/cm3. b) Si cogemos un trozo de 24 g, su densidad será 5,4 g/cm3. 32 - Explica mediante la teoría cinética de la materia: a) Por que los gases tienden a ocupar todo el espacio disponible b) Por que un gas contenido en un recipiente ejerce presión c) Por que una sustancia en estado sólido puede llegar a pasar al estado líquido y de este al gaseoso d) La relación que existe entre la temperatura de un cuerpo y el movimiento de sus partículas 33- a) La siguiente gráfica explica los cambios de estado correspondientes al agua. Explicarla. T e m p e r a tu r a (° C )

v apor agua+v apor

80 60 40

agua

20 0 – 1 0 H ie lo

h ie lo + a g u a

tie m p o (m in )

b) Comparar dicha gráfica con la del benceno (t.f. = 5,5ºC; t.e. = 80,1ºC a 1 atmósfera). 34 - Localizar la afirmación correcta: a) Condensación es el paso de líquido a gas. b) Vaporización es el paso de sólido a gas. c) Sublimación es el paso de gas a sólido. d) Fusión es el paso de líquido a sólido. 35 - El amoniaco a presión atmosférica es un gas. ¿Qué podríamos hacer para que licue? 36 - Localizar la afirmación correcta: a) Los cambios de estado progresivos son: fusión, condensación y sublimación b) Los cambios de estado regresivos son: solidificación, vaporización y sublimación. c) Si cambia la temperatura o la presión, cambian las fuerzas de cohesión entre las partículas. d) Las condiciones de presión y temperatura determinan el volumen de un cuerpo, pero no el estado en que se encuentra.

37 - ¿Cuales de las siguientes afirmaciones son correctas? Razona las respuestas. a) La materia en cualquier estado tiene masa b) La materia en cualquier estado tiene volumen fijo c) La materia en cualquier estado tiene forma propia d) La materia en cualquier estado ocupa un lugar en el espacio 38 - Localizar la afirmación correcta: a) La temperatura de fusión de una sustancia es igual a la de condensación. b) La temperatura de ebullición de una sustancia es igual a la de solidificación. c) La masa de una sustancia no se modifica en un cambio de estado. d) El volumen de una sustancia no se modifica en un cambio de estado. 39 - Di cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas: a) Cuando un sistema cambia de estado no se modifica ni su masa ni su volumen. b) La evaporación es una vaporización lenta que se realiza en la superficie del líquido. c) La ebullición es una vaporización lenta que se realiza en la superficie del líquido. 40 - Localizar la afirmación correcta: a) Los líquidos tienen un volumen determinado y una forma fija. b) Los gases son difícilmente compresibles. c) Los líquidos ocupan todo el volumen del recipiente. d) Los líquidos tienen un volumen determinado pero no una forma fija. 41 - a) Definir lo que se entiende por calor latente de fusión. b) Si el calor latente de fusión del agua es 334,4 J/g. ¿Cuánta energía hará falta comunicar para fundir un cubito de hielo de 1,5 cm de arista y densidad 0,9 g/cm3? 42 - Cuando se calienta un gas encerrado en un globo, las moléculas del gas sufren algunos cambios. Marcar en cada caso la respuesta correcta: a) El número de moléculas:  aumenta  disminuye  no cambia b) La distancia entre moléculas:  aumenta  disminuye  no cambia c) La masa total de gas:  aumenta  disminuye  no cambia d) La velocidad media de las moléculas:  aumenta  disminuye  no cambia 43- a) La densidad del hielo es 0,92 g/cm3. ¿Qué volumen ocupa 1 kg de hielo? ¿Y 1 kg de agua? ¿Por qué flota un iceberg? b) Sin embargo, ése no es el comportamiento normal de la mayoría de sustancias. ¿Qué ocurriría en un lago helado en el transcurso de un invierno si la densidad del hielo fuera mayor que la del agua? 44 - Completar las frases siguientes: A una temperatura dada, se facilita la fusión si disminuimos la …………. Se denomina licuación al paso de ………… a …………... Se denomina fusión al paso de ………… a …………... A las gotitas de líquido que se forman en la superficie del espejo cuando nos duchamos se les llama ……………..; ¿a qué es debido?

45 - La gráfica corresponde a una curva de calentamiento de una sustancia pura T ºC 115

17

Tiempo a) ¿Qué cambios de estado tienen lugar? ¿Qué nombre reciben estos cambios de estado? b) ¿Cuál es el punto de ebullición de esta sustancia? c) ¿Por qué se mantiene constante la temperatura durante cada uno de los cambios de estado? d) ¿Es lo mismo ebullición que evaporación? 46 - La gráfica corresponde a una curva de enfriamiento de una sustancia pura

T ºC 90 78

-15

Tiempo a) ¿Qué cambios de estado tienen lugar? ¿Qué nombre reciben estos cambios de estado? b) ¿Cuál es el punto de fusión de esta sustancia? c) Justifica si la siguiente afirmación es verdadera o falsa: el calor latente de cambio de estado se invierte en aumentar la temperatura d) ¿Es lo mismo evaporación que sublimación? e) ¿Cuáles son las propiedades características de las sustancias puras? 47 - ¿A que crees que se debe el hecho de que los globos se deshinchen al cabo de los días? 48- Explica como conseguirías hervir agua a 90 ºC 49 - ¿Por qué los alimentos se cocinan más rápidamente en una olla exprés que en una olla convencional? 50 - Contestar verdadero o falso razonando las respuestas a) El volumen que ocupa un gas depende de la P y la T a la que se encuentra b) Para un gas que esta a T Cte, el V es directamente proporcional a la P c) Una temperatura expresada en números negativos puede responder tanto a la escala centígrada como a la absoluta 51 - Se tiene una botella llena de gas. Explica lo que ocurre con su densidad cuando se calienta primero estando cerrada y luego abierta 52 - ¿Por qué crees que los habitantes del Tíbet toman el café hirviendo y no se queman?

53 - ¿Cómo es posible que el agua contenida en un vaso se evapore en pocos días si la temperatura ambiente no alcanza la de ebullición? 54 - Explica por que los globos explotan al llegar a cierta altura 55 - En un recipiente se recogen 55 cc de oxigeno a una T de 20 º C y 2 atm de P ¿Qué volumen ocupará el mismo oxigeno a una presión de 1 atm y una T de 25 ºC? 56 - Si el volumen permanece constante, ¿que presión ejercerá un gas a 50 ºC, si a 30 ºC ejerce una presión de 2 atmósferas? 57 - Completa el siguiente cuadro para una transformación a volumen constante P (atm)

1

T (ºK)

300

0,8 273

373

58 - Una masa de cierto gas ocupa un volumen de 2 L a 0 ºC ¿Que volumen ocupara a la misma presión si lo calentamos a: a) 200 ºC b) 3000 ºC 59 - Una masa de gas ejerce una presión en el recipiente que lo contiene de 3 atm, a la temperatura de 500 ºC. Si mantenemos el volumen constante ¿Que presión ejercerá al enfriarlo a? a) 125 ºC b) 0 º C 60 - Un gas ideal evoluciona a volumen constante hasta disminuir su presión a la cuarta parte ¿Cuanto ha variado su temperatura? 61 - Un gas ideal a temperatura constante evoluciona hasta triplicar su volumen ¿Que ocurre con su presión? 62 - Un gas ideal se encuentra en un recipiente de 2 L a la temperatura de 20 ºC y presión 0,5 atm. Se comprime a temperatura constante hasta una presión de 1,5 atm. ¿Cuanto vale el volumen? 63 - A 30 ºC y 1 atm de presión un gas ideal ocupa un volumen de 36 L. Sufre una evolución hasta alcanzar una presión de 1,5 atm y un volumen de 20 L ¿Cual es su temperatura? 64 - Una cierta masa de gas ocupa un volumen de 0,3 m3 a una presión de 2000 Pa. Calcular que volumen ocupara la misma masa de gas si la presión aumenta hasta 30000 Pa sin variar la temperatura. 65 - Un gas ocupa un volumen de 3 cm3 a presión de 5000 Pa y a la temperatura de 300 ºC. Calcular cual será el volumen que ocupara dicho gas si se enfría a 50 ºC y se comprime hasta una presión de 101000 Pa. 66 - Reducir a c.n. 1 dm3 de oxígeno que inicialmente se halla a 500 ºK y 10000 Pa. 67 - Una masa de nitrógeno ocupa un volumen de 25 m3 a 15 ºC y 300000 Pa. Calcular la temperatura que debe alcanzar dicha masa de gas para que su volumen sea de 100 m3 sin que varíe la presión. 67 - Se ha medido 5 dm3 de oxígeno en c.n. ¿Que volumen ocupara la misma masa de gas a 373 ºK y 10000 Pa? 69 - Una cierta masa de hidrógeno ocupa un volumen de 10 dm3 a presión de 10000 Pa y a la temperatura de - 10 ºC. Calcular que volumen ocupará la misma masa de hidrógeno si se calienta hasta 200 ºC y se comprime hasta una presión de 100000 Pa 70 - Se dispone de 1 m3 de dióxido de carbono medido en c.n. Calcular que presión debe ejercerse sobre el gas para que su volumen se reduzca a la mitad si su temperatura aumenta 20 ºC.

71 - Calcula el volumen final de los siguientes gases, si la masa y temperatura permanecen constantes

a) b) c)

Volumen inicial 500 cc 24 cc 240 cc

Presión inicial 780 mm 800 mm 2 atm

Presión final 750 mm 900 mm 1,5 atm

72 - Calcular el volumen final de una masa gaseosa, si la presión permanece constante

a)

Volumen inicial 24 cc

b) c)

96 cc 25 cc

Temperatura inicial 87 ºC

Temperatura final 27 ºC

15 ºC - 23 ºC

0 ºC 17 ºC

73 - Calcula el volumen final de las siguientes masas gaseosas

a) b) c)

Volumen inicial 700 cc 280 cc 124 cc

Presión inicial 630 mm 200 mm 618 mm

Temperatura inicial 77 ºC 77 ºC 36 ºC

Presión final 770 mm 330 mm 744 mm

Temperatura final 57 ºC - 9 ºC 24 ºC

74 - Calcular el volumen ocupado por un gas en c.n. de P y T a) 80 cc medidos a 7 ºC y 722 mm de Hg b) 4 litros medidos a - 33 ºC y 720 mm c) 15,1 litro medidos a 27 ºC y 0,4 atm 75 - Calcular la presión final de una masa gaseosa que ocupa un volumen de 200 cc a 47 ºC y 0,830 atm de presión si al final ocupan 140 cc a 79 ºC. 76 - La ley de Boyle establece que la presión y el volumen de un sistema gaseoso son inversamente proporcionales. Según esto, si aumentamos el volumen de un gas al doble, ¿qué le ocurre a la presión del mismo? Razona la respuesta 77 - Un gas ocupa un volumen de 250 mL a la temperatura de 293 K. ¿Cuál será el volumen que ocupe cuando su temperatura sea de 303 K si la presión permanece constante? Enuncia la ley de los gases que usas para hacer el problema. 78 - ¿Qué presión hay que aplicar a 2,0 L de un gas que se encuentra a una presión de 1,0 atm para comprimirlo hasta que ocupe 0,80 L? 79 - ¿Qué volumen ocuparán 500 mL de un gas a 600 mm de Hg de presión si se aumenta la presión hasta 750 mm de Hg a temperatura constante?