Datos Solución Datos Solución

Soluciones de las actividades de la segunda unidad ……………………………………………….... 3º ESO
2.- En un recipiente de 5 L se introduce gas oxígeno a la presión de 4 atm ¿Cuál será el
volumen si la presión se triplica sin que varíe su temperatura?
Página 34:
Temperatura constante. Ley de Boyle-Mariotte:
Datos
Solución
V1 = 5 L
P1 = 4 atm
Presión se triplica
P2 = 3 . P1 = 3 . 4 atm = 12 atm
Incógnita: V2
4.- En un recipiente de 5 L se introduce gas oxígeno a la presión de 4 atm y se observa que su
temperatura es de 27 ºC ¿Cuál será su presión si la temperatura pasa a ser de 127 ºC sin que
varíe el volumen?
Página 35.- Volumen constante. Lay de Gay- Lussac
Datos
Solución
V1 = 5 L = constante
P1 = 4 atm
T1 = 27ºC + 273 = 300 K
;
Incógnita: P2
T2 = 127ºC + 273 = 400 K
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6.- La ley de Gay-Lussac nos dice que, a volumen constante, la presión y la temperatura de un
gas son directamente proporcionales ¿Podemos decir que, a volumen constante, si se duplica
la presión de un gas es porque se ha duplicado su temperatura?
Página 35.- Volumen constante. Lay de Gay- Lussac
Datos
Solución
P1
Si, porque:
T1
Presión se duplica
;
P2 = 2 . P1
Incógnita: T2
;
la temperatura se
duplica
8.- En un recipiente de 5 L se introduce gas oxígeno a la presión de 4 atm y se observa que su
temperatura es de 27 ºC ¿Qué volumen ocupará a 127 ºC si no varía la presión?
Página 36.- Presión constante. Lay de Charles
Datos
Solución
V1 = 5 L
P1 = 4 atm = constante
T1 = 27ºC + 273 = 300 K
;
;
T2 = 127ºC + 273 = 400 K
Incógnita: V2
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10.- La ley de Charles nos dice que, a presión constante, el volumen y la temperatura de un gas
son magnitudes directamente proporcionales ¿Podemos decir que, a presión constante, si se
duplica el volumen de un gas es porque se ha duplicado su temperatura?
Página 35.- Presión constante. Ley de Charles
Datos
V1
Solución
Si, porque:
T1
;
;
Volumen se duplica
V2 = 2 . V1
la temperatura se duplica.
Incógnita: T2
12.- ¿A qué se debe el riesgo, para la salud, de los fumadores pasivos?
El cigarrillo, al quemarse, produce gases que se difunden mezclándose con todo el
aire que haya en el lugar donde se queme (salón, bar, coche, etc). Los no fumadores lo
respiran convirtiéndose en fumadores pasivos y exponiéndose a riesgos para su salud
parecidos a los que se exponen los que fuman (cáncer)
14.- Explica, basándote en la teoría cinética, por qué la fluidez aumenta al elevarse la
temperatura.
Pista: piensa en lo que le sucede a la miel o al aceite cuando se calienta y cuando se enfrían.
El aceite frío fluye más despacio que el caliente. La miel en días fríos de invierno
apenas fluye, en el verano caluroso fluye más fácilmente.
De acuerdo con la teoría cinética porque las moléculas de la miel y del aceite se
mueven más rápidamente a mayor temperatura.
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16.- En la fabricación de embutidos hay una fase de secado. Diseña una instalación en la que se
pueda llevar a cabo esta operación. Ten en cuenta que conviene que la temperatura sea baja
para que la carne no se estropee.
Un lugar (arcón, habitación, nave) con refrigeración o que esté en un lugar frío y donde
podamos hacer pasar una corriente de aire filtrado (para que no entren insectos ni microbios
que pueden estropear los embutidos) y seco (para que quite la humedad secando los
embutidos)
18.- Explica por qué nos sentimos más frescos los días de viento que los días calmos, aunque la
temperatura ambiente sea la misma.
Página 43
Le evaporación del sudor nos refresca. El viento aleja el agua evaporada, dejando sitio
para que se evapore más agua. Si no hace viento el agua evaporada se queda cerca de
nosotros, dificultando la evaporación que se hace más lenta.
20.- Transforma las siguientes temperaturas centígradas a la escala absoluta (Kelvin)
a) 0 ºC
d) - 100 ºC
b) 20 ºC
e) -27 ºC
c) 27 ºC
f) - 273 ºC
Página 32.- T (K) = T (ºC) + 273
Solución
a
c
e
0 ºC + 273 = 273 K
27 ºC + 273 = 300 K
-27 ºC + 273 = 246 K
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Solución
b
d
f
20 ºC + 273 = 293 K
- 100 ºC + 273 = 173 K
- 273 ºC + 273 = 0 K
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22.- Expresa los siguientes volúmenes en cm3:
a) 200 mL
b) 1 L
c) 0’5 L
d) 100 m3
Como en la unidad 1
Factores de conversión
Solución
a
1 mL = 1 cm3
b
1 L = 1 dm3
1 dm3 = 1.000 cm3
c
1 L = 1 dm3
1 dm3 = 1.000 cm3
d
1 m3 = 106 cm3
24.- Completa las frases relacionadas con la teoría cinética de los gases.
Página 33
a) Las fuerzas de cohesión de las partículas de los gases son prácticamente
b) La
velocidad
nulas
de las partículas es directamente proporcional a su energía cinética.
c) Cuando aumenta la temperatura de un gas, aumenta su
presión
y la
velocidad
con
que se mueven sus partículas.
d) Al aumentar la energía cinética, las partículas chocan con más frecuencia sobre las paredes
del recipiente, aumentando su
presión
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26.- Completa la siguiente tabla aplicando la ley de Gay-Lussac
Página 35
P (atm)
1
2
4
8
T (K)
100
200
400
800
28.- Una masa de gas ocupa un volumen de 5 L cuando la presión es de 1 atm ¿Cuál será el
nuevo volumen si la presión aumenta a 2 atm y la temperatura no cambia?
Página 34: Temperatura constante. Ley de Boyle-Mariotte:
Datos
Solución
V1 = 5 L
P1 = 1 atm
;
P2 = 2 atm
Incógnita: V2
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30.- ¿Qué volumen ocupará un gas a 300 K si a 250 K ocupaba 2 L y la presión no varía?
Página 35.- Presión constante. Ley de Charles
Datos
Solución
V1 = 2 L
;
T1 = 250 K
;
Incógnita: V2
T2 = 300 K
32.- Comprueba si los valores de la siguiente tabla, tomados a temperatura constante,
cumplen la ley de Boyle-Mariotte.
P (atm)
V (L)
P . V (atm . L)
a)
b)
c)
d)
0’10
5’00
0’50
0’25
2’00
0’50
0’50
1’00
0’50
0’75
0’67
0’50
1’00
0’50
0’50
Construye la gráfica P-V ¿Qué forma tiene?
¿Cómo es el producto de la presión por el volumen?
¿Cuál será la presión si el volumen es 0’1 L?
¿Cuál será el volumen si la presión aumenta a 2 atm?
a) Como en la unidad 1
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P (atm)
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0
1
2
3
4
5
6
V (L)
Página 25.- Tiene forma de hipérbola.
b) En todos los casos da 0,50, es decir, es constante.
c) V = 0,1 L
P. V = cte ;
P . 0,1 L = 0,50 atm . L ; P = 5 atm
d) P = 2 atm
P . V = cte;
2 atm . V = 0,50 atm . L ; V = 0,25 L
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34.- Manteniendo el volumen constante se ha medido la presión de un gas a diferentes
temperaturas. Los datos se recogen en la gráfica:
T (K)
340
310
280
250
2
2,2
2,4
2,6
2,8
P (atm)
a) ¿Existe alguna relación entre la presión y la temperatura del gas?
La gráfica es una línea recta y eso significa que hay una relación, si no hubiese ninguna
alineación significaría que no habría relación.
b) Exprésala en lenguaje científico (enunciado y fórmula matemática)
Enunciado: La presión del gas es directamente proporcional a la temperatura.
Fórmula.Elegimos dos puntos alejados y restamos los valores de la presión (2’8 atm – 2 atm =
0’8 atm) y los de la temperatura (340 K – 260 K = 80 K) y sustituimos en
para calcular la constante
La fórmula será:
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;
o bien
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36.- En varias experiencias se han tomado diferentes medidas para la misma masa de
hidrógeno. Completa la tabla y responde
Experiencia
P (atm)
V (L)
T (K)
(
A
B
C
D
E
F
0,5
0,5
1,0
1,0
2.0
4,0
12
16
8
16
10
10
300
400
400
800
1000
2000
0’02
0’02
0’02
0’02
0’02
0’02
a) ¿Qué conclusión sacas de los valores de
)
?
Siempre da el mismo resultado, 0’02, por lo que decimos que son constantes.
b) ¿Qué experiencias te permiten demostrar la ley de Boyle?¿Y la ley de Charles?¿Y la de
Gay-Lussac?
Ley de Boyle (temperatura constante): experiencias B y C.
Ley de Charles (presión constante): experiencias A y B o C y D.
Ley de Gay-Lussac (volumen constante): B y D o E y F.
38.- A temperatura ambiente, la sal común se encuentra en estado sólido. Indica la afirmación
correcta relativa a las partículas constituyentes de la sal.
a)
b)
c)
d)
Están unidas por fuerzas muy débiles.
Tienen libertad total de movimiento.
Poseen movilidad suficiente para adaptarse a la forma del recipiente.
No se pueden separar unas de otras, manteniendo distancias constantes.
La afirmación correcta es la d) porque como leemos en la página 39:
estado sólido, las partículas que la forman están fuertemente unidas formando
una estructura rígida.
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40.- En primavera, y en algunas mañanas de verano, podemos ver unas gotas de agua en las
plantas del campo, aún en los días que no llueve; le llamamos rocío. ¿Por qué existe rocío por
la mañana y desaparece a lo largo del día?
Por la noche baja la temperatura y se condensa agua desde el aire húmedo; durante el
día la temperatura sube y el agua que no absorba la planta se vuelve a evaporar.
42.- Explica si son más fríos los días de lluvia o los días de nieve.
La temperatura de la nieve es menor que la de la lluvia, por lo tanto son más fríos los
días de nieve.
44.- Explica por qué el olor de los perfumes se nota más, pero dura menos, en verano que en
invierno.
Los líquidos se evaporan más rápidamente si la temperatura es mayor (huele el
perfume evaporado) y deja de oler cuando ya no queda (cuando se evapora se va)
46.- Explica por qué desaparecen con el tiempo las bolitas de naftalina que se cuelgan en los
armarios.
La naftalina huele porque se convierte en gas (se sublima, pasa de sólido a gas) y se
dispersa. Las bolitas van haciéndose cada vez más pequeñas hasta que desaparecen.
48.- Los cristales del coche se empañan con frecuencia en invierno. Para evitarlo, se abre un
poco la ventanilla. ¿Por qué?
En el cristal frío se condensa humedad del aire que, en el coche cerrado, aumentamos
nosotros al respirar. Al abrir la ventanilla sale aire húmedo y entra aire más seco, con
menos humedad que se pueda condensar.
50.- En ocasiones te habrán dicho en casa: “Cierra la puerta de la nevera para que no se forme
escarcha”. ¿Por qué se forma?
Al abrir la puerta sale aire frío y seco, hacia el suelo, y entra, por arriba aire más
húmedo que, en contacto con zonas a temperaturas por debajo de 0 ºC, condensa
(sublimación inversa) agua sólida, la escarcha.
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52.- Razona los cambios de estado que se producen en los siguientes casos:
a) Los bloques de granito se pueden romper durante las heladas nocturnas.
No hay cambio de estado, los trozos del bloque roto siguen siendo de granito
sólido.
b) Los cristales de yodo pueden originar unos vapores de color violeta al aumentar la
temperatura.
Es una sublimación, los cristales de yodo son sólidos, los vapores de yodo
gaseoso.
c) Los corredores de maratón se echan agua encima para refrescarse.
Es evaporación, el agua se calienta en contacto con la ropa y el cuerpo del
corredor y se evapora refrescándolo.
54.- Comenta las siguientes frases, indicando su veracidad o falsedad:
a) Cada sustancia pura tiene su propio punto de fusión y de ebullición.
Es verdadero, como podemos ver en la tabla 1 de la página 41 cada sustancia
tiene puntos de fusión y ebullición únicos. Se trata de propiedades específicas,
que sirven para identificar a las sustancias.
b) Al calentar un líquido, no siempre se produce un aumento de su temperatura.
Es verdadero, mientras el líquido hierve, al alcanzar su temperatura de
ebullición, la temperatura deja de subir y se mantiene así mientras quede
líquido.
c) El agua hierve a 100 ºC en cualquier lugar del mundo.
Es falso, si la presión es menor de 1 atm, por ejemplo en zonas de alta
montaña, el agua hierve a temperaturas menores de 100 ºC.
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d) La temperatura al cambiar de estado sólido a líquido es la misma que la
temperatura en el cambio de líquido a sólido.
Es verdadero, el punto de fusión es el mismo que el punto de solidificación
(página 41 temperatura o punto de fusión).
e) Las pastillas de naftalina que se colocan en los armarios contra las polillas
disminuyen de tamaño y no gotean porque se subliman.
Es verdadero, como hemos dicho en la actividad 46, la naftalina huele porque
pasa a estado gaseoso directamente y se dispersa. No gotean porque no pasa a
estado líquido.
f)
Los puntos de fusión y de ebullición de las sustancias puras tienen valores
constantes.
Es verdadero, si la presión es la misma, como hemos dicho en el punto a) los
puntos de fusión y de ebullición de las sustancias son únicos y sirven para
identificarlas, son propiedades específicas.
56.- La tabla muestra la temperatura de un líquido que se calienta durante 10 minutos.
Tiempo (min)
Temperatura (ºC)
0
20
2
30
4
40
60
50
80
50
100
50
a) Representa la gráfica temperatura (ºC)-tiempo (min )
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Página 13
T (ºC)
60
50
40
30
20
10
0
0
20
40
60
80
100
120
t (min)
b) Interpreta los diferentes tramos de la gráfica
Desde el principio (0 minutos) hasta que se alcanzan los 50 ºC (6 minutos)
aumenta la temperatura del líquido (línea recta hacia arriba). Cuando se
alcanzan los 50 ºC la línea se pone horizontal, la temperatura no cambia, se está
produciendo el cambio de estado de líquido a gas, es decir el líquido hierve.
c) ¿Cuál es el punto de ebullición del líquido?
La temperatura que leemos para la zona horizontal de la gráfica, 50 ºC.
¿Y el de condensación?
El paso de gas a líquido se produce a la misma temperatura que de
líquido a gas.
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