EXAMEN TIPO 1
1.
Conociendo las temperaturas de fusión
y ebullición de las sustancias de la tabla, señala el estado físico en el que
se encontrarán a las temperaturas pedidas:
|
SUSTANCIA
|
Tf (ºC)
|
Teb (ºC)
|
Estado a -100ºC
|
Estado a 40ºC
|
Estado a 1000ºC
|
|
Nitrógeno
|
-204
|
-196
|
GAS
|
GAS
|
GAS
|
|
Aluminio
|
660
|
2520
|
SÓLIDO
|
SOLIDO
|
LÍQUIDO
|
|
Galio
|
30
|
2200
|
SÓLIDO
|
LÍQUIDO
|
LÍQUIDO
|
2.
Explica cómo se distribuyen y se
comportan las partículas de un líquido según la Teoría Cinética y razona por
qué es más denso que un gas.
En un líquido las moléculas se disponen próximas unas con otras, con
atracciones relativamente fuertes entre ellas que impiden que se separen unas
de otras. No obstante, tienen la suficiente energía para desplazarse una frente
a otras y cambiar de posición. No hay un orden de colocación de las partículas.
El líquido es más denso que el gas porque las partículas están más
cercanas unas de otras que en el gas.
3.
Describe a nivel molecular como se
produce la evaporación de un líquido.
Es un fenómeno
superficial que ocurre a cualquier temperatura. Debido al movimiento caótico
descrito en la pregunta dos, las moléculas más profundas pueden empujar a las
que están en la superficie, empujándolas hacia el exterior del líquido. Una vez
en el “aire”, las moléculas del líquido pueden regresar de nuevo al mismo, pero
si hay una corriente de aire que las arrastran, no podrán regresar.
4.
Un determinado objeto se calienta y
según pasa el tiempo medimos su temperatura. Con los datos construimos la
siguiente gráfica:
A)
Disponíamos de partida de un sólido, de un
líquido o de un gas?
B)
¿En qué estado se encuentra a los 10
minutos y a los 25 minutos?
C)
¿Cuál es el valor de la Temperatura de
fusión y de ebullición y por qué?
Partimos de un
sólido porque al calentar se aprecian dos cambios de estado, uno 40ºC y otro a
100ºC, que corresponden a la fusión y a la ebullición respectivamente. Los
cambios de estado ocurren a esas temperaturas porque aunque estamos calentando,
la temperatura permanece constante. A los 10 minutos se encuentra precisamente
en uno de esos cambios de estado, por lo que podríamos encontrar parte de
sólido y parte líquido. A los 25 minutos pasaría algo similar, pudiendo
encontrar en esta ocasión líquido y gas puesto que nos encontramos en plena
ebullición.
5. ¿A nivel molecular, con qué está
relacionado el concepto de presión?
Está
relacionado con los choques de las moléculas del gas con las paredes del
recipiente.
B) Completa los siguientes cambios de
unidades por factores:
3 atm à mm Hg
800 mmHg à atm
3atm·(760mmHg/1atm)=2280
mmHg 800mmHg·(1atm/760mmHg)=1’052
atm
C)
¿Por qué la presión de los neumáticos
de los coches es mayor tras haber circulado 100 Km?
Al
moverse el coche, los neumáticos rozan con el suelo calentándose sin cambiar el
volumen, como consecuencia de la Ley de Gay-Lussac la presión aumenta. Otra
respuesta es que al aumentar la temperatura, las partículas del gas ganan
velocidad y golpean con más fuerza al interior del neumático, aumentando la
presión.
6. Un gas ideal se encuentra encerrado en un globo de 20 litros de
capacidad a una presión de 1’2 atm. Si disminuimos la presión hasta 0’8 atm sin
que se modifique la temperatura, ¿Qué capacidad tendrá ahora el globo?
Aplicamos
la Ley de Boyle-Mariotte porque la temperatura permanece constante:
P1·V1=P2·V2
Despejamos
V2=P1·V1/P2=
20l·1’2atm/0,8 atm= 30 litros
7. Encerramos un gas ideal en un cilindro
cerrado con un pistón móvil a una presión de 1 atm y 20ºC. Calentamos hasta
40ºC y la presión vale ahora 1’07 atm sin cambiar el volumen del gas.
Continuamos calentando sin modificar el volumen y obtenemos que a 60ºC la
presión es 1’14 atm, luego a 80ºC la presión es 1’21 atm, y finalmente a 100ºC
la presión es 1’21 atm.
Escribe la tabla de datos y construye
la gráfica. Indica razonadamente qué tipo de ecuación matemática ligaría a la
Presión con la temperatura.
|
Temperatura
(ºC)
|
Presión
(atm)
|
|
|
1
|
|
40
|
1,07
|
|
60
|
1,14
|
|
80
|
1,21
|
|
100
|
1,21
|
El
último valor rompe la tendencia, por lo que no podemos asegurar que tengamos
delante una gráfica lineal, (con un error en el último dato), o que no estén
las dos magnitudes relacionadas, por lo que no se podría describir con una
ecuación.
EXAMEN TIPO 2
1.
Conociendo las temperaturas de fusión
y ebullición de las sustancias de la tabla, señala el estado físico en el que
se encontrarán a las temperaturas pedidas:
|
SUSTANCIA
|
Tf (ºC)
|
Teb (ºC)
|
Estado a -100ºC
|
Estado a 40ºC
|
Estado a 1000ºC
|
|
Calcio
|
839
|
1484
|
SÓLIDO
|
SÓLIDO
|
LÍQUIDO
|
|
Cloro
|
-101
|
-35
|
LÍQUIDO
|
GAS
|
GAS
|
|
Azufre
|
113
|
444
|
SÓLIDO
|
SÓLIDO
|
GAS
|
2.
Explica cómo se distribuyen y se
comportan las partículas de un sólido según la Teoría Cinética y razona por qué
es más denso que un gas.
En un sólido, las
partículas se encuentran muy cercanas unas de otras, con una fuerte atracción
entre ellas que las imposibilita moverse de su posición. El único movimiento
permitido es una oscilación o vibración alrededor de ese puesto. Además las
partículas se encuentran posicionadas de forma regular formando una red
cristalina, por tanto están en disposición ordenada.
Al estar más
cercanas unas de otras que en el gas, donde se encuentran muy alejadas unas de
otras, la densidad es mayor.
3.
Describe a nivel molecular como un
sólido pasa a estado líquido.
Al
aumentar la temperatura, las partículas del sólido comienzan a vibrar más
rápido. Llega un momento que esta vibración es tan intensa que es capaz de
vencer las fuerzas que unen a unas con otras, derrumbándose la estructura
ordenada del sólido. Las partícula seguirán atrayéndose fuertemente, y no se
podrán alejar unas de otras, pero sí se desplazarán unas frente a otras
cambiando su posición.
4.
Un determinado objeto se calienta y
según pasa el tiempo medimos su temperatura. Con los datos construimos la
siguiente gráfica:
a)
Disponíamos de partida de un sólido,
de un líquido o de un gas?
b)
¿En qué estado se encuentra a los 5
minutos y a los 35 minutos?
c)
¿Cuál es el valor de la Temperatura de
fusión y de ebullición y por qué?
Partimos
de un sólido porque al calentar se aprecian dos cambios de estado, que
corresponden a los dos tramos horizontales de la gráfica, el primero sería la
fusión, ocurriría a la Temperatura Tf,
(deberíamos marcarlo en la gráfica, y el segundo la ebullición que es el tramo
final. Los cambios de estado ocurren a esas temperaturas porque aunque estamos
calentando, la temperatura permanece constante. A los 5 minutos se encuentra sólido
porque aún no hemos alcanzado el punto de fusión, y a los 35 minutos estaría en
pleno cambio de estado de líquido a gas: ebullición, pudiendo encontrar en esta
ocasión líquido y gas.
5.
A) ¿A nivel molecular, con qué está
relacionado el concepto de temperatura?
Con
el movimiento de las partículas
B) Completa los siguientes cambios de
unidades por factores:
3 atm à mm Hg
800 mmHg à atm
3atm·(760mmHg/1atm)=2280
mmHg 800 mmHg·(1atm/760mmHg)=1’052
atm
C) ¿Por qué un globo inflado, al cabo de
unos días está desinflado si estaba perfectamente cerrado el orificio de
salida?
Las
partículas del gas se mueven al azar en todas las direcciones en línea recta
hasta que chocan con las paredes del recipiente. Estas partículas son
microscópicas, de tamaño muy menudo, y por tanto pueden salir si en ese
movimiento al azar lograr encontrar uno de los múltiples poros minúsculos que
tiene la membrana que forma el globo. Pudiendo salir al exterior.
6. Un gas ideal se encuentra encerrado en
un globo de 20 litros de capacidad a una presión de 1’2 atm y una temperatura
de 25ºC. Si aumentamos la temperatura hasta 85ºC, sin cambiar el volumen del
globo, ¿Qué presión tendrá ahora el globo?
Al no variar el volumen del globo, aplicamos la Ley de Charles: P1/T1=P2/T2,
con la temperatura en Kelvin. Despejamos ahora la P2=T2· P1/T1
= 358K·1’2atm/298K=1’44 atm
7.
Encerramos un gas ideal en un cilindro
cerrado con un pistón móvil a una presión de 1 atm y 20ºC, ocupando 5 litros.
Calentamos hasta 40ºC y el volumen vale ahora 5,5 litros sin cambiar la presión
del gas. Continuamos calentando sin modificar presión y obtenemos que a 60ºC el
volumen es 6 litros, luego a 80ºC la volumen es 6,5 litros, y finalmente a 100ºC
el volumen es 7 litros
Escribe la tabla de datos y
construye la gráfica. Indica razonadamente qué tipo de ecuación matemática
ligaría al volumen con la temperatura.
|
Temperatura (ºC)
|
Volumen (l)
|
|
20
|
5
|
|
40
|
5,5
|
|
60
|
6
|
|
80
|
6,5
|
|
100
|
7
|
La gráfica se corresponde con una recta, por lo que la ecuación que
ligue a la temperatura y la presión será del tipo:
P=número·T+Otronúmero
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