1) Enuncia - Colegio Nuestra Señora del Recuerdo

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COLEGIO NSTRA. SRA. DEL RECUERDO
JEFATURA DE ESTUDIOS
DEP. de CIENCIAS EXPERIMENTALES Guión de Refuerzo
FÍSICA Y QUÍMICA 3º ESO
Lectivo 2010-11
Alumno/a:
Curso: 3º ESO
Sección:
nº:
El trabajo de refuerzo tiene como objetivo que aprendas los contenidos fundamentales de la
asignatura. Si lo haces con interés, podrás empezar el curso siguiente al nivel de tus compañeros.
La parte de teoría tienes que memorizarla y los ejercicios tienes que hacerlos pensando y por ti
mismo para que seas capaz de realizar otros parecidos en el Colegio, en el examen extraordinario de
septiembre. El trabajo de refuerzo es un complemento para ayudarte a trabajar los apuntes que
debes tener del curso
Forma de presentación del trabajo de refuerzo:
En hojas DIN A4, cuadriculadas o no, por una sola cara
En cada bloque se empieza trabajando la teoría y a continuación los problemas
Se contestan por escrito todos los puntos de la teoría que se piden
En los problemas deben incluirse el planteamiento y las explicaciones
Se entregará al profesor en el momento del examen de septiembre
UNIDAD 1: LA CIENCIA, LA MATERIA Y SU UNIDAD
1) Teoría:
-
El método científico y sus etapas
Concepto de medida, magnitud física y unidad
Clasificación de las magnitudes: escalares-vectoriales y fundamentales-derivadas
Magnitudes y unidades fundamentales del S.I.
Obtención de unidades derivadas
Hacer cambios de unidades
2) Escribe los nombres de las magnitudes fundamentales y sus unidades correspondientes del S.I.
MAGNITUD
NOMBRE DE LA UNIDAD
SÍMBOLO
Longitud
metro
m
3) Rellena los cuadros en blanco de la siguiente tabla:
MAGNITUD
FUNDAMENTAL/DERIVADA
UNIDAD (SI)
Masa
m
Densidad
m/s
Tiempo
3
m
2
4) Escribe el símbolo de la unidad de las siguientes magnitudes derivadas en el S. I.:
superficie
volumen
densidad
fuerza
presión
velocidad
aceleración
energía
calor
5) Efectúa los siguientes cambios de unidades:
a) 2,46m a mm
b) 3,4 m3 a cm3
c) 72 km/h a m/s
d) 325 cm a m
e) 1470 dm3 a m3
f) 64 kg a g
g) 12 semanas a h
h) 200 g a kg
i) 25 m/s a km/h
j) 10 días a s
UNIDAD 2: LA MATERIA Y SUS ESTADOS FÍSICOS
UNIDAD 3: LA MATERIA Y SU CLASIFIACIÓN
6) Teoría:
- Propiedades del estado sólido, líquido y gas
- Cuadro de cambios de estado
- Principales Leyes de los gases: enunciado y ecuación matemática.
- Organización de la materia (compuesto, elemento, disolución, coloide y suspensión)
- Componentes de las disoluciones (soluto y disolvente)
- Técnicas de separación.
7) ¿Cuál de estas sustancias son compuestos y cuáles elementos?
sal cobre amoniaco petróleo agua
8) Poner un par ejemplos de técnica de separación y otro par de técnicas de descomposición.
9)
Resolver los siguiente ejercicios de cálculo, previa lectura de las normas de presentación
Normas de presentación  Todo problema de cálculo deberá incluir:
a. un apartado con los datos y las incógnitas
b. un apartado con presentación del problema (donde se indica qué se va a hacer )
c. un apartado con la resolución (donde se vea claramente las fórmulas, ecuaciones,
proporciones, etc que se van a usar)
d. un aparatado con la solución (con el número y la unidad que corresponda).
Problemas:

Si disponemos de 300 gramos de una disolución de R=67% ¿Cuántos gramos de soluto
tenemos? ¿Y si disponemos de 345 gramos?

¿Cuál sería la riqueza de una disolución si mezclamos 20 gramos de soluto para formar 300
gramos de disolución?

¿Cuál sería la riqueza de una disolución si mezclamos 20 gramos de soluto con 300 gramos de
disolvente?

¿Qué quiere decir que una disolución tiene de concentración 3,4 g/l?
3

Disponemos de una disolución de 3,78 g/l. si tomamos 0.25 litros de la disolución, ¿Cuántos
gramos de soluto tenemos?
UNIDAD 4: LA MATERIA Y EL ÁTOMO
UNIDAD 5: ELEMENTOS Y COMPUESTOS QUÍMICOS.
10) Teoría:
- Átomo y su constitución (Z, A, isótopo e ion)
- Modelos atómicos
- Estado natural de elementos y compuestos.
- Ejemplos en cada uno de los anteriores
- Concepto de radiactividad, fusión y fisión nuclear
- Concepto de cristal y molécula
11) Realizar la hoja de formulación 1. Estudiando previamente los apuntes sobre LQI (hasta iones
monoatómicos) dados en el curso.
12) Indicar la constitución (nº de protones, neutrones y electrones)de estas especies químicas
32
16
S
32
16
S 2-
24
12
Mg 2+
28
13
Al
13) Formular con la notación “ad symbolum” un átomo de calcio sabiendo que Z=20 y A=40
14) Realizar la hoja de formulación 2, 3, 4 y 5. Estudiando previamente los apuntes sobre LQI dados
en el curso.
UNIDAD 6: CAMBIOS QUÍMICOS
15) Teoría:
- Reacción química (Reactivo y producto)
- Tipos de reacciones químicas
16) Ajustar las siguientes reacciones

NaOH + H2SO4  Na2SO4 + H2O

C + O2  CO

Fe + ZnCl2  Zn + FeCl3

KClO3  KCl + O2
17) A partir de la primera de la reacciones indicadas en el ejercicio anterior, calcular cuántos moles de
agua se obtiene si se emplean 4 moles de NaOH ¿y si se emplean 100 g de NaOH?. (masas
atómicas: Na=23 u, O=16 u, H= 1u).
18) A partir de la segunda de las reacciones indicadas en el ejercicio anterior, calcular cuántos moles
de oxígeno se necesita para reaccionar con 15 g de Carbono. (masas atómicas: C=12 u, O=16 u).
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UNIDAD 8: ENERGÍA (hay apuntes anexos al final del guión)
19) Teoría:
a) Definiciones de Trabajo y Energía (potencial, energía cinética y mecánica).
b) Clasificación de las fuentes de energía en renovables y no renovables.
20) Un coche inicialmente en reposo acelera con una fuerza de 6500 N recorriendo una distancia de
50 m. Dibuja el coche y la fuerza del motor y calcula el trabajo realizado.
21) Un niño cuya masa es de 40 kg baja en el ascensor desde el piso 3º que está a 15 m de altura hasta
el bajo. Determina:
a) La energía potencial del niño en el 3º y en el piso bajo
b) La variación de la energía potencial (Ep2 –Ep1)
c) ¿Es constante la energía mecánica en el proceso?
22) Se deja caer una pelota de 300 g desde una altura de 10 m. Se observa que va más deprisa a medida
que pierde altura. Si se desprecian las pérdidas de energía a causa del rozamiento con el aire y el
bote contra el suelo, la energía mecánica se conserva constante.
a) ¿Cuánto vale la energía mecánica de la pelota al principio?
b) ¿Cuánto vale la energía mecánica al llegar al suelo? ¿y su energía cinética?
c) ¿Cuánto vale la energía mecánica a 2 metros del suelo? ¿y la potencial? ¿y la cinética?
23) Un balón de masa 500 g que está en un tejado tiene 30 J de energía potencial.
a) Calcula la altura del tejado
b) Si cae al suelo conservando su energía mecánica ¿con qué velocidad llegará a él?
UNIDAD 8: ELECTRICIDAD
24) Teoría:
a) Distinguir entre un cuerpo neutro y otro con carga eléctrica.
b) Conocimiento de las magnitudes que definen un circuito eléctrico y sus unidades en el S.I.:
carga eléctrica, intensidad de la corriente, diferencia de potencial y resistencia.
c) Conocimiento del funcionamiento de un circuito eléctrico.
d) Enunciar y aplicar la ley de Ohm al cálculo de circuitos.
25) Dibuja esquemáticamente un circuito compuesto por una pila y en serie con ella una resistencia de
20Ω y una asociación en paralelo de 3 resistencias iguales a la primera. ¿Cuánto vale la resistencia
equivalente del circuito?
26) A través de un conductor pasa una carga de 0.3 C en 5 s. Calcula la intensidad que circula por el
conductor.
27) Entre los extremos de una resistencia de 12Ω por la que circula una corriente se produce una
diferencia de potencial de 18 V. Calcula:
a) la intensidad que circula
b) la carga eléctrica que atraviesa la resistencia en 6 s.
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Hoja de formulación 1
Elementos e iones monoatómicos
Formular o nombrar
1.
Litio
2.
Ca
3.
Catión litio
4.
Ca2+
5.
Fluor
6.
Se
7.
Fluoruro
8.
Se2-
9.
Aluminio
10.
Sn
11.
Catión aluminio
12.
Sn2+
13.
Oxígeno
14.
Sn4+
15.
Óxido
16.
I-
17.
Azufre
18.
I
19.
Sulfuro
20.
I2
21.
Hierro
22.
H
23.
Catión hierro(III)
24.
H+
25.
Catión hierro(III)
26.
H-
27.
Cloro
28.
H2
30.
Pt
29.
Cloruro
31.
Cobre
32.
Pt2+
33.
Catión cobre(I)
34.
Al3+
35.
Catión cobre(II)
36.
Mn3+
37.
Nitrógeno
38.
Pb4+
39.
Nitruro
40.
Pt4+
41.
Teluro
42.
Ni3+
43.
Telururo
44.
Cu+
6
Hoja de formulación 2
Binarios iónicos
Formular o nombrar
1.
Catión hierro(II)
2.
Cu2+
3.
Cloruro
4.
H-
5.
Cloruro de hierro(II)
6.
CuH2
7.
Cloruro de aluminio
8.
NaCl
9.
Hidruro
10.
SnCl2
11.
Hidruro de aluminio
12.
SnCl4
13.
Hidruro de hierro(II)
14.
SnF2
15.
Cloruro de cadmio
16.
CaSe
17.
Fluoruro de cinc
18.
FeS
19.
Bromuro de potasio
20.
SnS
21.
Bromuro de hierro(II)
22.
ZnCl2
23.
Bromuro de oro(III)
24.
AlBr3
25.
Catión rubidio
26.
MgO
27.
Bromuro de amonio
28.
PtI2
29.
Fluoruro de amonio
30.
PbO
31.
Seleniuro
32.
PbO2
33.
Seleniuro de hierro(II)
34.
Cu2O
35.
Telururo de amonio
36.
FeH3
37.
Seleniuro de cromo(III)
38.
RbH
7
Hoja de formulación 3
Binarios covalentes
Formular o nombrar
1.
Óxido de manganeso(IV)
2.
ClO2
3.
Óxido de cloro(IV)
4.
Cl2O
5.
Óxido de selenio(VI)
6.
SO
7.
Óxido de yodo(I)
8.
SeO3
9.
Óxido de bromo(V)
10. SiO2
11. Óxido de cloro(VII)
12. CO2
13. Óxido de azufre(II)
14. B2O3
15. Óxido de yodo(I)
16. I2O7
17. Agua
18. NH3
19. Metano
20. HBr
21. Amoniaco
22. CH4
23. Ácido clorhídrico
24. HBracuoso
25. Cloruro de hidrógeno
26. HF
27. Ácido fluorhídrico
28. HIacuoso
29. Fluoruro de hidrógeno
30. HCl
31. Ácido yodhídrico
32. ClO2
33. Bromuro de hidrógeno
34. CO
35. Hidróxido
36. NH4+
8
Hoja de formulación 4
Ácidos, aniones y sales
1.
3.
5.
ácido hipocloroso
ácido bromoso
ácido yódico
2.
H2SO4
4.
H2 SiO3
6.
HNO2
7.
ácido perbrómico
8.
HClO3
9.
ácido fosfórico
10.
HClO4
12.
SO42-
14.
SiO32-
16.
NO2-
11.
13.
15.
hipoclorito
bromito
yodato
17.
perbromato
18.
ClO3-
19.
fosfato
20.
ClO4-
21.
hipoclorito de sodio
22.
Na2SO4
23.
bromito de cadmio
24.
BaSiO3
25.
yodato de níquel(III)
26.
Pt(NO2)4
27.
perbromato de calcio
28.
Fe(ClO3)3
29.
hidróxido de amonio
30.
Fe(ClO4)2
31.
carbonato de magnesio
32.
KClO
Hoja de formulación 5
Química orgánica
Formular o nombrar
Metano
CH3-CH2-CH2-CH2 -CH3
Hexano
Propano
CH3-CH2-CH2 -CH3
Octano
Etano
CH3-CH2-CH2-CH2 -CH2 -CH3
Pentano
Butano
CH4
Nonano
Heptano
CH3-CH2-CH3
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Unidad 8: ENERGÍA MECÁNICA.
En estos apuntes la teoría está explicada y ampliada también en los problemas resueltos.
INTRODUCCIÓN
Hay dos formas de transferir energía entre los cuerpos:
1. Calor: Energía en tránsito entre dos cuerpos que se encuentran a distinta temperatura. La energía pasa del que está
a mayor temperatura al que está a menor temperatura. Hemos estudiado esto en los cambios de estado y la teoría
cinética de la materia.
2. Trabajo: Para que haya trabajo necesitamos una fuerza (siempre hablaremos del “trabajo de una fuerza”) y un
desplazamiento. Un ejemplo sencillo es empujar un mueble para cambiarlo de sitio.
El trabajo de una fuerza constante aplicada a un cuerpo se calcula multiplicando la fuerza (aplicada en la dirección
del desplazamiento) por el desplazamiento del cuerpo.
W= F·e
Tanto el calor como el trabajo, al tratarse de energías, se miden en julios (J) en el Sistema Internacional. Esta
unidad se llama así en honor al físico inglés James Prescott Joule (cuyo nombre tendrás que recordar cuando
estudiemos en electricidad el efecto Joule). Por estar relacionada con el nombre de un científico, esta unidad se
representa con la letra J mayúscula
El julio (J) se define como el trabajo (W) realizado por una fuerza de un newton (1N) que, aplicada a un cuerpo,
lo desplaza un metro (1m) en la misma dirección que tenga la fuerza.
1J=1N·1m
Otra magnitud física importante (y la tendremos que recordar cuando estudiemos la electricidad) es la potencia.
La potencia se define como la relación entre el trabajo realizado y el tiempo que tardamos en realizarlo. (Recuerda:
relación = división)
P=
W
t
La potencia (P) se mide en vatios (W). Esta unidad se llama así en honor a James Watt, que inventó la máquina de vapor.
Por eso el símbolo de la unidad se escribe con W mayúscula.
El vatio (W) se define como la potencia (P) desarrollada por un sistema capaz de realizar un trabajo de un julio (1 J) en un
segundo (1 s) de tiempo
1W=
1J
1s
Atención:
No confundas el símbolo de la magnitud física “trabajo” (W) con el símbolo de la unidad “vatio” (W). Cuando la W se
refiere al trabajo no lleva ningún número “pegado” y está sola en un miembro de la igualdad (por ejemplo: W=1200J).
Cuando la W se refiere al vatio, llevará un número “pegado” (el número de vatios, por ejemplo: P=500W)
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LA ENERGÍA MECÁNICA.
Podemos definir la energía como la capacidad para realizar un trabajo.
Todas las energías se miden en julios (J) en el SI.
La energía mecánica es la suma de la energía potencial y la energía cinética.
La energía potencial es la que tiene un cuerpo por el hecho de encontrarse a cierta altura.
Ep=m·g·h
m es la masa del cuerpo en kg
g (minúscula) es la aceleración de la gravedad en m/s2. En nuestro planeta vale
9,8 m/s2 y muchas veces se redondea a 10 m/s2 para facilitar los cálculos.
h es la altura en metros (m).
La energía cinética
es la que tiene un cuerpo por el hecho de desplazarse a cierta velocidad
Ec=0,5·m·v2
muchas veces verás el 0,5 como ½ en las fórmulas.
m es la masa en kg
v es la velocidad en m/s
E. mecánica = E. potencial + E. cinética
Em= Ep + Ec
PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA
Cuando sobre un cuerpo sólo actúa su propio peso, la energía mecánica se mantiene constante a lo largo de toda su
trayectoria.
Es decir, la suma de sus energías potencial y cinética da siempre el mismo valor para cada punto de su trayectoria. Cuando
una va creciendo, la otra va disminuyendo y la suma es siempre constante.
EmA= EmB
EpA + EcA = EpB + EcB
EJERCICIOS EXPLICADOS DE ENERGÍA MECÁNICA.
Lee las explicaciones con atención para aprender a pensar cómo se resuelven este tipo de problemas.
Después prueba a explicar tú el problema sin mirar estos apuntes.
1.
Calcula la energía potencial que tiene un cuerpo de 2 kg de masa cuando se encuentra a 5 m de altura.
Ep=m·g·h;
Ep= 2 · 9,8 · 5 = 98 J
2.
Ahora calcula el trabajo que se realiza si elevas el mismo cuerpo (2 kg de masa) a la misma altura del ejercicio
anterior (5 m)
W=F·e;
La fuerza que tenemos que aplicar es la del peso del cuerpo: P = m · g = 2 · 9,8 = 19,6 N
(muchas veces se hace este cálculo redondeando el 9,8 a 10 y en vez de 19,6 te da 20 N)
El espacio que hay que recorrer en el desplazamiento son los 5 m de la altura.
W = F · e = P · e = P · h = 19,6 · 5 = 98 J
Fíjate: W = F · e;
Como en este caso la fuerza tiene el mismo valor que el peso: F = P = m · g
W=m·g·e
y como el espacio que se recorre en el desplazamiento es h
e=h
W=m·g·h
En el ejercicio anterior hemos calculado la energía potencial que tiene este cuerpo a esta altura. Si te fijas, las
expresiones matemáticas que hemos usado son iguales: Ep = m · g · h ; W = m · g · h
Resulta que, en este tipo de casos Ep=W; esto significa que, al realizar este trabajo sobre este cuerpo, le hemos
transferido 98 J de energía, en forma de energía potencial.
Ahora tiene una energía que antes no tenía. La tiene en forma de energía potencial. Su energía mecánica ha
variado porque una fuerza ha realizado un trabajo sobre este cuerpo.
Conclusión: Cuando la energía mecánica (potencial+cinética) de un cuerpo varía, es que una o varias fuerzas
han realizado un trabajo que equivale a dicha variación de la energía mecánica. Todo ello se mide en julios (J).
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3.
Calcula la potencia que desarrollas si levantas ese objeto en 2 segundos.
4.
Calcula la energía cinética que tiene un objeto de 6 kg que se desplaza a 12 m/s
Ec=0,5·m·v2 = 0,5 · 6 · 122 = 3 · 144 = 432 J
5.
Calcula el trabajo necesario para detener ese objeto
Al detenerlo vamos a reducir su Ec a cero porque vamos a reducir su velocidad a cero.
Así que tendremos que realizar un trabajo equivalente a la Ec que tiene
Calculamos su Ec y nos da 432 J
El W que hay que realizar es W = 432 J
6.
Calcula a qué velocidad llega al suelo un objeto si lo dejamos caer desde una altura de 20 m sin tener en cuenta el
rozamiento con el aire.
Cuando nos dicen eso de “dejar caer” y “no tener en cuenta el rozamiento” nos están dando pistas para caer en la
cuenta de que la única fuerza que actúa es el propio peso del cuerpo.
Así que podemos aplicar el principio de conservación de la energía mecánica.
EmA =
EmB
A
EpA +
EcA =
EpB
+
EcB
h
m·g·hA + 0,5·m·vA2 = m·g·hB + 0,5·m·vB2
B
h = 20 m
Esta es la ecuación inicial de la cual partimos en todos estos problemas
Ahora fíjate en la “m” de la masa:
Como está multiplicando a todos los sumandos en ambos miembros,
podemos eliminarla de la ecuación
si dividimos ambos miembros de la ecuación por “m”
m·g·h A  0,5·m·vA
m
2

m·g·h B  0,5·m·vB
m
2
g·hA + 0,5·vA2 = g·hB + 0,5·vB2
De esta manera llegamos a la conclusión de que,
en este tipo de problemas,
la masa del cuerpo no importa.
Resulta sorprendente pero, en efecto, si dejamos caer dos cuerpos en el vacío, caerán a la misma velocidad a lo
largo de toda su trayectoria sin importar la masa que tengan, precisamente por el principio de conservación de la
energía mecánica.
Vamos a continuar con el problema:
g·hA + 0,5·vA2 = g·hB + 0,5·vB2
En la posición A (antes de que lo dejemos caer) la velocidad es cero: v A= 0 m/s
En la posición B(al llegar al suelo) la altura es cero: hB = 0 m
Al multiplicar cualquier valor por cero el resultado es cero.
g · hA + 0 = 0 + ½ · vB2
g · hA + 0 = 0 + ½ · vB2
g · hA = ½ · vB2
Ahora multiplicamos ambos miembros por 2 y “pasamos el 2 al otro miembro”
2 · g · hA = vB2
Ahora sacamos la raíz cuadrada de ambos miembros y nos “quitamos” el cuadrado de la velocidad
2 · g · h A = vB
vB =
2 ·g · h A
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Sustituimos los valores que nos dan en el enunciado y resolvemos el problema:
g = 9,8 m/s2 y h = 20 m
vB =
2 ·9,8 · 20 = 19,798 = 19,80 m/s
El objeto llegará al suelo con una velocidad
vB = 19,80 m/s
Por un procedimiento análogo podríamos calcular la velocidad que tiene a distintas alturas a lo largo de su caída o
la altura a la que se encuentra cuando lleva una determinada velocidad, Basta con sustituir con cuidado cada valor
de altura y/o velocidad en la ecuación inicial.
Ahora resuelve tú los ejercicios propuestos en el guión de trabajo.