Densitat I d = m/vv 10 g 70 mg 32 kg 1 cm 10 mm 1 m 1 dm 40

Densitat I
Alumne/a ___________________________________ curs ________
10 g
70 mg
32 kg
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1 cm3
10 mm3
1 m3
1 dm3
40 ml
Me gustan mis errores, no quiero renunciar a la libertad deliciosa de equivocarme
Charles Chaplin
d = m/v
massa
v
Ompliu cada quadre amb el valor de la densitat que resulta d’operar amb el valor de la
columna i la fila corresponent.
Passeu al SI els diferents valors de la densitat calculats anteriorment (cal utilitzar factors
de conversió)
Densitat II
V = m/d
massa
d
10 g
70 mg
32 kg
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
45g/cm3
10 g/mm3
345 kg/m3
1 kg/dm3
40 mg/ml
Si no te equivocas de vez en cuando, quiere decir que no estás aprovechando todas
las oportunidades.Woody Allen
Alumne/a ___________________________________ curs ________
Ompliu cada quadre amb el valor del volum que resulta d’operar amb el valor de la
columna i la fila corresponent.
Passeu al SI els diferents valors del volum calculats anteriorment (cal utilitzar factors de
conversió)
Densitat III
Alumne/a ___________________________________ curs ________
10 cm3
70 dm3
3l
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
45g/cm3
10 g/mm3
345 kg/m3
1 kg/dm3
40 mg/ml
Ningún viento es favorable para el hombre si no sabe a dónde va” (Séneca)
m=dxv
V
d
Ompliu cada quadre amb el valor de la massa que resulta d’operar amb el valor de la
columna i la fila corresponent.
Passeu al SI els diferents valors de la massa calculats anteriorment (cal utilitzar factors
de conversió)
Els canvis d’estat.
1.- Completa la taula:
___________
Sòlid
Líquid
Gasós
_____________
2.- Completa la taula des del punt de vista dels intercanvis d’energia:
___________
Sòlid
Líquid
Gasós
_____________
3.- Lleis de la Fusió
1.2.3.4.4.- Lleis de la vaporització
1.2.3.4.5.- Lleis de la ebullició
1.2.-
1
3.4.6.- Diferencia i semblances entre ebullició i vaporització
7.- Balanç energètic de la ebullició i la vaporització.
8.- Concepte de pressió de vapor
Resumiu el text:
La presión de vapor o más comúnmente presión de saturación es la presión, para
una temperatura dada, en la que la fase líquida y el vapor se encuentran en equilibrio
dinámico; su valor es independiente de las cantidades de líquido y vapor presentes
mientras existan ambas. Este fenómeno también lo presentan los sólidos; cuando un
sólido pasa al estado gaseoso sin pasar por el estado liquido (proceso denominado
sublimación o el proceso inverso llamado deposicitación o sublimación inversa) también
hablamos de presión de vapor. En la situación de equilibrio, las fases reciben la
denominación de líquido saturado y vapor saturado. Esta propiedad posee una
relación inversamente proporcional con las fuerzas de atracción intermoleculares,
debido a que cuanto mayor sea el módulo de las mismas, mayor deberá ser la cantidad
de energía entregada (ya sea en forma de calor u otra manifestación) para vencerlas y
producir el cambio de estado.
Imaginemos una burbuja de cristal en la que se ha realizado el vacío y que se mantiene
a una temperatura constante; si introducimos una cierta cantidad de líquido en su
interior éste se evaporará rápidamente al principio hasta que se alcance el equilibrio
entre ambas fases.
Inicialmente sólo se produce la evaporación ya que no hay vapor; sin embargo a
medida que la cantidad de vapor aumenta y por tanto la presión en el interior de la
ampolla, se va incrementando también la velocidad de condensación, hasta que
transcurrido un cierto tiempo ambas velocidades se igualan. Llegados a este punto se
habrá alcanzado la presión máxima posible en la ampolla (presión de vapor o de
saturación) que no podrá superarse salvo que se incremente la temperatura.
El equilibrio dinámico se alcanzará más rápidamente cuanto mayor sea la superficie de
contacto entre el líquido y el vapor, pues así se favorece la evaporación del líquido; del
mismo modo que un charco de agua extenso pero de poca profundidad se seca más
rápido que uno más pequeño pero de mayor profundidad que contenga igual cantidad
de agua. Sin embargo, el equilibrio se alcanza en ambos casos para igual presión.
2
El factor más importante que determina el valor de la presión de saturación es la propia
naturaleza del líquido, encontrándose que en general entre líquidos de naturaleza
similar, la presión de vapor a una temperatura dada es tanto menor cuanto mayor es el
peso molecular del líquido.
Resum:
9.- Relacioneu gràficament la variació de la densitat amb la temperatura.
Temperatura
ºC
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Densidad
kg/m3
999.84
999.96
999.70
999.10
998.20
997.05
995.65
994.03
992.21
Temperatura
ºC
45
50
55
60
65
70
75
80
85
Densidad
kg/m3
990.22
988.05
985.70
983.21
980.57
977.78
974.86
971.80
968.62
10.- Fes un resum de:
Humedad relativa
Quizás no te hayas preguntado nunca por qué se empaña el espejo del baño cuando nos
duchamos con agua caliente y no con agua fría o por qué echamos ‘humo’ por la boca y la
nariz los días fríos de invierno o el motivo por el que se empaña un vaso cuando le echamos
una bebida fría y no lo hace con una caliente o...
Todos estos fenómenos y muchos más se deben a que en el aire hay una cierta cantidad de
agua disuelta: la llamamos humedad. La máxima cantidad de agua que puede haber disuelta
en el aire (la solubilidad) depende de la temperatura del aire: a mayor temperatura, mayor
solubilidad.
Si tenemos aire húmedo y lo enfriamos rápidamente, disminuye la solubilidad del agua y el
exceso de agua que no puede estar disuelto, forma pequeñas gotas en forma de niebla o de
vaho. Así el aire que expulsamos por la boca tiene agua disuelta. Si soplas en tu habitación
3
caliente no sucede nada, pues el agua sigue disuelta en el aire; ahora bien, si soplas sobre el
cristal que está frío o en la calle, donde la solubilidad del agua es menor por estar más frío,
el exceso de agua que no puede estar disuelto, pasa a estado líquido formando diminutas
gotas sobre el cristal o en el aire.
Humedad relativa Es el porcentaje de saturación de agua que tiene el aire. Por ejemplo: a
30º C se pueden disolver 30 g de agua en 1m3, si sólo hay disueltos 15g, la humedad relativa
es del 50%.
Nos basaremos en el llamado ‘punto de rocío’, temperatura a partir de la cual el agua se
condensa. El punto de rocío es un parámetro de humedad. Es la temperatura a partir de la
cual el vapor de agua comienza a condensarse, por un proceso de enfriamiento, en pequeñas
gotitas de agua y a presión constante.
11.- Humitat absoluta. Resum del text.
Se llama Humedad absoluta a la cantidad de vapor de agua (generalmente medida en
gramos) por unidad de volumen de aire ambiente (medido en metros cúbicos).
Es uno de los modos de valorar la cantidad de vapor contenido en el aire, lo que sirve,
con el dato de la temperatura, para estimar la capacidad del aire para admitir o no
mayor cantidad de vapor.
12.- Funció de la suor
13.- Perquè es produeix la xafogor.
14.- Fes un resum de:
La saviesa del càntir.
Segons la Wickipedia, un càntir és “Un recipient per
emmagatzemar i beure líquids (especialment aigua), més estret
de la base que de dalt, amb un broc petit per beure'n, el galet, i
un broc més ample per a omplir-lo, el tòt”. Al diccionari de l’IEC
la definició és molt semblant: “Atuell portàtil per posar-hi aigua o
altres líquids, de terrissa, de vidre o de metall, habitualment
amb ansa broc i galet”.
Aquestes són les definicions que hi ha, però quan comprens
com funciona un càntir t'adones que resulten extremadament
pobres i incompletes, a més d’incorrectes!
El principal problema d'aquestes definicions és que obliden la principal característica del
càntir que és que serveix per refredar l’aigua. En aquest sentit és molt millor la definició
del Diccionario de la Real Academia Española: "vasija de barro poroso que se usa para
4
refrescar agua". Hi ha molt estris per portar i guardar aigua, però el càntir és l’únic que
s’encarrega de refredar-la per sota de la temperatura ambient.
Els de ciutat i els joves no ho saben, però abans, a pagès qualsevol podia comprovar
com de fresca és l’aigua d’un càntir. I com es va refredant a mida que passa l’estona. I
és que hi ha molta saviesa en un càntir! Un càntir és una excel·lent aplicació de la
termodinàmica, de la física de fluids, de la química de materials i de l’eficiència
energètica. Poca broma amb el càntir!
En realitat podem posar aigua dins un càntir a temperatura ambient i notarem com en
menys d’una hora la temperatura ha baixat al voltant de 8 graus. I amb més temps pot
arribar a baixar fins als 15 graus per sota de l’ambient!
La clau està en el material amb que es fan els càntirs i en la seva forma. La terrissa és
un material porós. La seva estructura és plena de microforats per on les molècules
d’aigua poden escolar-se, de manera que una estona després d’omplir-lo podem notar
com la superfície està humida.
El cas és que la fina pel·lícula d’aigua que es forma a la superfície es trobarà amb un
ambient més sec i ventilat i s’anirà evaporant (això si l’amo del càntir ha tingut la
precaució de posar-lo en un lloc airejat). A més, com que es tracta d’un recipient
gairebé tancat, l’evaporació serà sobretot per la superfície humida del càntir i no per la
superfície de l’aigua.
I, de la mateixa manera que suar serveix per refrescar el cos, l’evaporació de les
molècules d’aigua de la superfície del càntir s’emporta part de l’energia tèrmica que hi
havia a l’aigua. No és una explicació física exacta però podem imaginar com si l’aigua
que s’ha d’evaporar agafés calor del càntir per poder saltar a l’aire. El càntir perd
energia i per tant, es refreda.
Però no penseu que la física implicada és senzilla. L’any 95 van publicar l'Equació del
càntir a la revista Chemical Engineering Education. Són dues equacions diferencials
que tenen en compte el volum d’aigua, la calor específica de l’aigua, la temperatura, el
temps, la convecció, la superfície de l’aigua, la temperatura de l’aire, la temperatura de
la superfície de l’aigua, el coeficient de radiació, la superfície del càntir, el coeficient de
transmissió de calor, la calor de vaporització, la humitat de saturació, la humitat de l’aire
i el coeficient de transferència de massa per l’aigua.
Les condicions ideals són tenir el càntir ple d’aigua, a l’ombra, en un indret ventilat i
amb poca humitat ambient. La ventilació facilita l’evaporació (i per tant el refredament)
mentre que la humitat ambient, si és elevada fa que sigui més difícil. Aquest detall fa
que sigui un estri típic del clima mediterrani. A llocs amb estius calorosos però humits el
càntir no funciona!
I finalment, ja he dit que la clau és que la terrissa és porosa. Per això, quan veig
botigues on venen càntirs pintats amb una capa de vernís impermeable gairebé sap
greu. Els turistes de ciutat que els compren per fer bonic no ho notaran, però... allò no
serveix per a res!
5
Tasca a desenvolupar:
Comenta les paraules i/o frases subratllades
6
Exercicis
Alumne/a __________________________________________
Completa les frases següents:
El pas de l’estat líquid al gasós s’anomena _______
El pas de l’estat líquid al sòlid s’anomena __________
L’aigua en estat gasós es coneix com a __________
La immensa majoria dels sòlids tenen una densitat ________ que la del líquid
corresponent.
Una substància sublima quan passa directament de _________ a _________
La densitat del gel a 0ºC és ______ que la de l’aigua a la mateixa temperatura.
Una massa de 50 g d’alcohol es transforma, en congelar-se, en _____ g d’alcohol
sòlid.
Un volum de 50 cm3 d’aigua inicialment a 4ºC es transforma, en congelar-se, en
______ cm3 de gel a 0ºC. (Dades: densitat del gel: 915 kg/m3 ; densitat de l’aigua a 4ºC: 1000
kg/m3)
Contesta:
1.- Per mitjà de curoses mesures es comprova que 1000 cm3 d’aigua a 4ºC
produeixen, en solidificar-se, 1090 cm3 de gel.
a) Els 1000 cm3 d’aigua tenen la mateixa massa que 1090 cm3 de gel? Raonaho.
b) Calcula, a partir de les dades anteriors, quina és la densitat del gel.
c) Calcula quin serrà el volum que arribarà a ocupar el gel obtingut en la
solidificació de 2,00 kg d’aigua.
d) Si es fonen 2,00 dm3 de gel i l’aigua obtinguda s’escalfa fins a la
temperatura de 4ºC, quin volum d’aigua s’obtindrà?
2.- El vapor d’aigua és visible? El baf que observem a la superfície d’una olla que
conté brou bullint, és vapor d’aigua?
3.- Calcula l’energia calorífica despresa en condensar-se 10 grams de vapor
d’aigua a 100ºC i pressió atmosfèrica normal, i obtenir aigua líquida a 100ºC.
4.- Un dels compostos formats per fluor, clor i carboni que destrueixen la capa
d’ozó de l’atmosfera és el CClF3. Aquest compost té un punt d’ebullició de 23,8ºC,
la seva calor d’evaporació és de 180,2 J/g i la seva densitat en estat líquid és
d’1,47 g/cm3. Quina és l’energia necessària per vaporitzar totalment 10,0 cm3 de
CClF3 sense que en variï la temperatura?
Dades:
Calor de fusió del gel: 334,4 kJ/kg
Calor de vaporització de l’aigua: 2255 kJ/kg
Exercicis
Alumne/a __________________________________________
Completa les frases següents:
El pas de l’estat líquid al gasós s’anomena _______
El pas de l’estat líquid al sòlid s’anomena __________
L’aigua en estat gasós es coneix com a __________
La immensa majoria dels sòlids tenen una densitat ________ que la del líquid
corresponent.
Una substància sublima quan passa directament de _________ a _________
La densitat del gel a 0ºC és ______ que la de l’aigua a la mateixa temperatura.
Una massa de 50 g d’alcohol es transforma, en congelar-se, en _____ g d’alcohol
sòlid.
Un volum de 50 cm3 d’aigua inicialment a 4ºC es transforma, en congelar-se, en
______ cm3 de gel a 0ºC. (Dades: densitat del gel: 915 kg/m3 ; densitat de l’aigua a 4ºC: 1000
kg/m3)
Contesta:
1.- Per mitjà de curoses mesures es comprova que 1000 cm3 d’aigua a 4ºC
produeixen, en solidificar-se, 1090 cm3 de gel.
a) Els 1000 cm3 d’aigua tenen la mateixa massa que 1090 cm3 de gel? Raonaho.
b) Calcula, a partir de les dades anteriors, quina és la densitat del gel.
c) Calcula quin serrà el volum que arribarà a ocupar el gel obtingut en la
solidificació de 2,00 kg d’aigua.
d) Si es fonen 2,00 dm3 de gel i l’aigua obtinguda s’escalfa fins a la
temperatura de 4ºC, quin volum d’aigua s’obtindrà?
2.- El vapor d’aigua és visible? El baf que observem a la superfície d’una olla que
conté brou bullint, és vapor d’aigua?
3.Dades:
Calor de fusió del gel: 334,4 kJ/kg
Calor de vaporització de l’aigua: 2255 kJ/kg
Alumne/a ______________________________________
d = m/v
massa
v
20 g
80 mg
50 kg
10 cm3
Ompliu cada quadre amb el valor de la densitat que resulta d’operar amb el valor de la columna i la fila
corresponent.
Passeu al SI els diferents valors de la densitat calculats anteriorment (cal utilitzar factors de conversió)
2)
V = m/d
massa
d
60 g
80 mg
70 kg
30 g/mm3
Ompliu cada quadre amb el valor del volum que resulta d’operar amb el valor de la columna i la fila
corresponent.
Passeu al SI els diferents valors del volum calculats anteriorment (cal utilitzar factors de conversió)
1
3)
m=dxv
V
d
30 cm3
20 dm3
8l
435 kg/m3
Ompliu cada quadre amb el valor de la massa que resulta d’operar amb el valor de la columna i la fila
corresponent.
Passeu al SI els diferents valors de la massa calculats anteriorment (cal utilitzar factors de conversió)
4) Completa les frases següents:
El pas de l’estat líquid al gasós s’anomena _______
El pas de l’estat líquid al sòlid s’anomena __________
L’aigua en estat gasós es coneix com a __________
La immensa majoria dels sòlids tenen una densitat ________ que la del líquid
corresponent.
Una substància sublima quan passa directament de _________ a _________
La densitat del gel a 0ºC és ______ que la de l’aigua a la mateixa temperatura.
Una massa de 50 g d’alcohol es transforma, en congelar-se, en _____ g
d’alcohol sòlid.
Un volum de 50 cm3 d’aigua inicialment a 4ºC es transforma, en congelar-se,
en ______ cm3 de gel a 0ºC. (Dades: densitat del gel: 915 kg/m3 ; densitat de
l’aigua a 4ºC: 1000 kg/m3)
5) .- Diferencia i semblances entre ebullició i vaporització
2
6.- Balanç energètic de la ebullició i la vaporització.
7.- Concepte de pressió de vapor
8.- Funció de la suor
9.- Perquè es produeix la xafogor.
3