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TEMA 1. PROPIEDADES DE LA MATERIA
1. MAGNITUDES, UNIDADES Y MEDIDAS
Una magnitud es todo aquello que se puede medir, es decir, expresar mediante un número.
Por ejemplo, la masa de un lápiz o su volumen son ejemplos de magnitudes. El color o el brillo
de un lápiz no serían magnitudes.
A.1. Indica tres propiedades que se consideren magnitudes y otras tres que no lo sean
referidas a una clase de alumnos.
A.2. Indica si las siguientes propiedades son magnitudes: altura, peso, edad, grosor,
inteligencia, color, brillo, belleza, simpatía,
Al medir comparamos la cantidad de algo con una cantidad previamente establecida que se
conoce como unidad. Por ejemplo, la longitud de la clase o su superficie.
A.3. Con la ayuda de un metro, mide la superficie de una habitación de tu casa y expresa esa
cantidad en metros cuadrados.
Magnitud Cantidad Unidad
Largo
Ancho
Superficie
A.4. En el siguiente dibujo podemos ver las dimensiones de un campo de fútbol. Calcula la
superficie máxima y mínima que puede tener un campo de fútbol oficial.
Los científicos han elegido algunas magnitudes como básicas. Estas magnitudes y sus
correspondientes unidades se conocen como el SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI):
Magnitud Unidad Símbolo
Masa Kilogramo kg
Longitud Metro m
Temperatura Grado Kelvin K
Tiempo Segundo s
Intensidad de corriente Amperio A
Cantidad de sustancia mol mol
Intensidad luminosa Candela cd
El resto de magnitudes son derivadas de las anteriores. Por ejemplo, la superficie, que se mide
en metros cuadrados(m2), el volumen, que se mide en metros cúbicos (m3)y también en litros
(L),la densidad, que se mide en kg/m3 o g/ml, la velocidad, que se puede medir en km/h o
m/s, etc.
A.5. Indica si las siguientes magnitudes se consideran básicas o derivadas: masa, longitud,
superficie, intensidad de corriente, tiempo, velocidad, volumen, densidad.
A.6. ¿Qué unidad piensas que sería apropiada para medir la velocidad de un coche? ¿Y la
velocidad de una persona? ¿Y la velocidad de una pelota de tenis en un saque?
A.7. En las siguientes medidas, indica la magnitud, la unidad y la cantidad medida, siguiendo
el ejemplo.
Magnitud Unidad Cantidad medida
150 km/h Velocidad Kilómetro por hora 150
5m3
300 ºC
76 mA
1 K
33 m2
30 s
13,6kg/m3
A.8. ¿Cuáles son las magnitudes y unidades básicas que han elegido los científicos como
básicas?
A.9.a) Completa el siguiente texto con las unidades que consideres adecuadas:
En mi casa tengo una pequeña piscina en la parte trasera. No es muy grande, aproximadamente
tiene un volumen de 80 …………, lo que supone que para llenarla hay que echar unos 80.000
……….. de agua. Mide unos 18 ….. El otro día hice varios largos, acabé cansado porque nadé
en total unos 10….. Para su mantenimiento, tengo que echar cloro diluido en agua con una
densidad de 1,3 ……….. El viernes pasado compré una caja de cloro en polvo, pesaba
500……….. ¡a ver para cuánto tiempo tengo! En la tienda me dijeron que para 3 ………..,
espero que me dure todo el verano.
b) Escribe un pequeño relato en el que utilices las siguientes unidades: metros, litros,
gramos, kilómetros por hora, metros cuadrados, minutos.
A.10. Indica la magnitud y la unidad (escribe el nombre completo, por ejemplo, en lugar de
m3 escribe metro cúbico) de las siguientes medidas:
medida magnitud unidad cantidad
16 dm3 volumen decímetros cúbicos 16
34 cl 34
45 mg 45
0,2 cm2 0,2
280 K 280
45 dag 45
0,2 hm3 0,2
12 ha hectárea 12
A.11. a) Indica cuáles de las siguientes palabras se refieren a magnitudes y cuáles a unidades:
litro, milímetro, volumen, gramo, masa, temperatura, kilogramo, grado Kelvin, hora, minuto,
longitud, tiempo y metro cúbico.
b) Haz corresponder a cada magnitud la o las unidades en que se mide.
Como has visto en la actividad anterior, en el SI se utilizan los siguientes múltiplos y
submúltiplos para expresar cantidades muy grandes o muy pequeñas:
Cuando se trata de unidades cuadradas como los metros cuadrados m2, cada escalón de la
escalera vale doble, es decir, debemos multiplicar o dividir por 100.
Cuando se trate de unidades cúbicas como los metros cúbicos m3, cada escalón de la escalera
vale triple, es decir, debemos multiplicar o dividir por 1000.
A.12. En las siguientes medidas indica cuál es la magnitud que estamos midiendo, la unidad
de medida y pásala a su correspondiente unidad del S.I.:
Medida Magnitud Conversión al S.I.
40 dm2 Superficie 40 dm2 = 40:100 = 0,4 m2
140 cm2 m2
13 cm3 m3
2 dam m
0,06 km m
30 g Kg
7 mm2 m2
7,05 hm m
80 cm2 m2
0,5 mg Kg
0,02 dam3 m3
8 min s
A.13. Pasa las siguientes medidas de longitud a la unidad básica en el SI, es decir, a metros.
10 dm
52 cm
0,32 km
500 cm
35 mm
8,01 cm
66 mm
55 dm
2 dam
A.14. Pasa las siguientes medidas de masa a la unidad básica en el SI, es decir, a kilogramos.
15 mg
0,8 cg
5 mg
5,0 dg
2,2 dag
50 dg
17 cg
0,3 hg
4 cg
2. NOTACIÓN CIENTÍFICA Y DECIMAL
La notación decimal es aquella a la que estamos más acostumbrados: 2400.
La notación científica (también llamada notación exponencial) consiste en escribir los números
de la siguiente forma: 2,4·103
La coma, si la hay, debe ir obligatoriamente después de la primera cifra.
Un exponente positivo indica el número de cifras que aparecen a la derecha de la primera
cifra. Por ejemplo:
2·105 =200.000 (a la derecha del 2 hay cinco cifras)
5,2·104 = 52.000 (a la derecha del 5 hay cuatro cifras)
Un exponente negativo, indica el lugar que ocupa la primera cifra distinta de cero a la derecha
de la coma. Por ejemplo:
2·10-5 =0,00002 (el 2 ocupa el quinto lugar)
5,2·10-4 = 0,00052 (el 5 ocupa el cuarto lugar)
A.15. Escribe los siguientes números en notación decimal:
1·103
7·10-3
3,3·106
7,34·102
7,6·10-2
9,7·10-4
A.16. Escribe los siguientes números en notación científica:
1 000 000
0,000 000 1
763 000 000 000
0,000 7
0,000 002 03
45 000 000 000 000 000
3. UNIDADES DE VOLUMEN
Recordamos que para realizar cambios de unidades de volumen en unidades cúbicas, cada
escalón de la escalera equivale a multiplicar o dividir 3 veces por 10. Es decir:
1 km3 = 1000 hm3
1 hm3 = 1000 dam3
1 dam3 = 1000 m3
Y así sucesivamente. En la siguiente figura podemos ver que 1 dm3 = 1000 cm3
En el SI la unidad para expresar el volumen es el metro cúbico m3 y no el litro L.
Para transformar unidades de capacidad (litros) a unidades devolumen (m3), debemos utilizar
las siguientes equivalencias:
1 m3 = 1 kL
1 dm3 = 1 L
1 cm3 = 1 mL
A.17.Realiza las siguientes transformaciones, siguiendo el ejemplo:
5 dm3 = 5 000 000 mm3
3 dm3 = ________ cm3
50 m3 = ________ dm3
99 cm3 = ________ m3
27 dm3 = __________ m3
150 L = 0,15 kL = 0,15 m3
2 L = ______ kL = __________ m3
340 mL = _________ kL = ___________ m3
40 daL = ______ kL = ______________ m3
70 dL = ______ kL = _______________ m3
7 hm3 = ____________ m3
4. SENSIBILIDAD Y ERROR EN LA MEDIDA
Siempre que se realiza una medición de cualquier magnitud, se comenten errores. Estos
errores pueden ser accidentales, debidos a la impericia del manipulador, a determinados
factores inesperados que pueden afectar a la medida y que no se pueden controlar, o pueden
ser sistemáticos debidos a defectos del aparato o a su sensibilidad.
La sensibilidad es la mínima cantidad que podemos medir con él. Para calcular la sensibilidad
de un aparato, debemos dividir la diferencia entre dos lecturas por el número de divisiones
que haya entre dichas dos lecturas.
A.18. El dibujo de la derecha representa la parte superior de una probeta de 200 ml, con la que
medimos el volumen de un líquido.
Responde a las siguientes preguntas:
a) ¿Cuál es la sensibilidad de esa probeta?
b) ¿Cuál es el volumen de líquido que contiene la probeta?
A.19. El dibujo de la derecha representa la parte superior de una probeta de 500 ml, con la que
medimos el volumen de un líquido.
Responde a las siguientes preguntas:
a) ¿Cuál es la sensibilidad de esa probeta?
b) ¿Cuál es el volumen de líquido que contiene la probeta?
A.20. El dibujorepresenta la parte de la escala de un termómetro en la que se puede ver hasta
dónde ha llegado el mercurio.
a) ¿Cuál es la sensibilidad de ese termómetro?
b) ¿Cuánto marca el termómetro?
200 ml
100 ml
500 ml
250 ml
5. CAMBIOS DE ESTADO
Un cambio de estado es el proceso por el que una sustancia pasa de un estado de agregación a
otro. El nombre de cada cambio de estado se indica en la siguiente figura:
La vaporización puede ocurrir de dos formas: por evaporación, que tiene lugar en la superficie
del líquido y a cualquier temperatura, y por ebullición, que tiene lugar en todo el líquido y
ocurre a la temperatura de ebullición.
La temperatura a la cual ocurre la ebullición se llama punto de ebullición y la temperatura a la
cual ocurre la fusión se llama punto de fusión.
A.21. Indica que cambio de estado se produce cuando:
Ponemos unas bolitas de alcanfor en un armario para que huela bien.
El césped aparece mojado un día por la mañana y no ha llovido durante la noche.
Una persona derrite un trozo de estaño para soldar la unión entre dos trozos de
acero.
Calentamos agua en un cazo hasta que empieza a hervir.
Metemos una cubitera con agua en la nevera para hacer cubitos.
Un día de verano, echamos unos cubitos de hielo en el café caliente.
Gas
Líquido Sólido
sublimación
sublimación
inversa
fusión
solidificación
condensación
vaporización
A.22. Completa el siguiente esquema con los nombres de los cambios de estado:
A.23. ¿Qué diferencia hay entre la ebullición y la evaporación?
A.24. Ponemos a calentar 100 gramos de hielo que se encuentra a -20 ºC. Colocamos un
termómetro y vamos midiendo la temperatura, obteniendo la siguiente tabla:
T (ºC) -20 -10 0 0 25 50 75 100 100
t (min) 0 2 4 6 8 10 12 14 16
a) Representa los datos en una gráfica. Sitúa a la temperatura en el eje de ordenadas (eje y)
y el tiempo en el eje de abcisas (eje x).
b) Indica lo que ocurre desde los 4 a los 6 minutos. ¿Cómo permanece la temperatura? ¿Cuál
es la temperatura de fusión del hielo?
c) Indica lo que ocurre de los 6 a los 16 minutos. ¿Cuál es el punto de ebullición del agua?
Líquido
Sólido Gas
TEMA 2. LA NATURALEZA CORPUSCULAR DE LA MATERIA
1. PROPIEDADES DE LOS GASES.
a. No tienen forma ni volumen propio, adoptan los del recipiente que los
contiene.
b. Tienden a ocupar todo el espacio disponible.
c. Se difunden fácilmente.
d. Ejercen presión. La presión es el empuje o la fuerza de un gas sobre las
paredes del recipiente que lo contiene.
e. Se pueden comprimir y expandir fácilmente, debido a una fuerza externa.
En la compresión disminuye el volumen, mientras que en la expansión
aumenta el volumen. Por ejemplo cuando tiramos del émbolo de una
jeringa hacia atrás, el gas se expande, es decir:
f. Se pueden contraer y dilatar por efecto de la temperatura. En la
contracción disminuye el volumen, mientras que en la dilatación
aumenta el volumen. Por ejemplo, si calentamos el aire contenido en un
globo, este aumentará de tamaño, es decir:
En el siguiente cuadro podemos ver un resumen de cómo varían las propiedades del gas:
Volumen Temperatura Presión
Compresión Disminuye No varía Aumenta
Expansión Aumenta No varía Disminuye
Contracción Disminuye Disminuye No varía
Dilatación Aumenta Aumenta No varía
A.25. Corrige las frases que consideres incorrectas. Si alguna es correcta, déjala
como está.
a) Los gases tienen forma propia.
b) Los gases se difunden con dificultad.
c) La presión de los gases es lo mucho que pueden aguantar un trabajo.
d) Los gases se pueden comprimir y expandir fácilmente por efecto de la
temperatura.
e) Los gases se pueden dilatar y contraer debido a una fuerza externa.
A.26. a) Explica en qué consisten la compresión y la expansión de un gas.
b) ¿Es lo mismo hablar de expansión que de dilatación? Explica tu respuesta.
2. PRESIÓN DE UN GAS:
Es la fuerza que hace un gas sobre las paredes del recipiente que lo contiene. La presión
se mide en el sistema internacional en una medida que es el Pascal (Pa). También puede
medirse en otras muchas unidades que son el bar, la atmósfera (atm), el milímetro de
mercurio (mmHg) y el kilopondio por centímetro cuadrado, más conocido como kilo:
kp/cm2
La conversión de unidades es:
1 atm = 101 325 Pa
1 atm = 760 mmHg
A.27. Completa la siguiente tabla de conversión de unidades (realiza una
proporción para cada casilla):
P (Pa) P (atm) P (mmHg)
1
0,5
1,2
1140
95000
El aire atmósferico empuja a los cuerpos que están en contacto con él en todas
direcciones: hacia abajo, hacia arriba y hacia los lados. Por eso se dice que el aire
atmosférico ejerce presión. A esa presión se llama presión atmósferica.
La presión atmosférica suele ser de 1 atmósfera o 1013 milibares.
Cuando el aire está frío, desciende, haciendo aumentar la presión y provocando días
soleados y estables. Se forma, entonces, un anticiclón.
Cuando el aire está caliente, asciende, haciendo bajar la presión y provocando días
lluviosos e inestables. Se forma entonces una borrasca o ciclón.
La presión ejercida por el aire atmosférico se mide con el barómetro. Con este
instrumento se estableció como medida de la presión atmosférica 760 mmHg. La
presión que ejerce un gas cualquiera encerrado en un recipiente se puede medir también
con el manómetro:
A.28. Mañana se prevé que la presión atmosférica sea de 989 mbar. ¿Es probable
que haga sol o que llueva?
A.29. Si un día hace sol, ¿la presión atmosférica será mayor o menor que 1013
mbar? ¿Nos encontraremos en un anticiclón o en una borrasca?
A.30. ¿Qué diferencia hay entre el barómetro y el manómetro?
A.31. Lee el siguiente texto relativo a la presión atmosférica y elabora un resumen
que contenga de 100 a 150 palabras.
El poder de la presión atmosférica
Era un precioso día de principios de mayo de 1654. Ante el emperador, grandes
dignatarios de toda Alemania y demás gente de importancia, se despliega una curiosa
representación, mezcla de ciencia y espectáculo. Como maestro de ceremonias, el
burgomaestre de Magdeburdo, un tipo que sabía muy bien cómo entretener al personal
y, de paso, marcar en rojo una fecha en el calendario de la historia de la ciencia.
Aquel osado personaje no era otro que Otto Von Guericke, letrado y juez de la ciudad
de Magdeburgo durante muchos años. No sólo se había dedicado a estudiar leyes
porque, dado que las máquinas y el funcionamiento del mundo eran alimento de su
curiosidad insaciable, también estudió matemáticas, en la Universidad de Leiden y se
ocupó de experimentar en diversas áreas de la física. Uno de esos campos era la
neumática. Basándose en estudios previos de grandes experimentadores como
Torricelli, Von Guericke decidió desentrañar los misterios de ese océano invisible en el
que vivimos, el aire. En 1650 construyó con éxito una máquina neumática capaz de
extraer parcialmente el aire de recipientes cerrados. Con aquel sencillo y primitivo
método de acercarse al vacío, Von Guericke logró descubrir algunas cosas de sumo
interés. Sin aire… ¡la llama de las velas era imposible de mantener! ¡Los animalillos
morían sin remedio! ¡El sonido deja de transmitirse!
Aquello era espectacular, pero el aire se había instalado en la mente de Von Guericke
como el eje central de sus investigaciones, así que… ¿por qué no desarrollar un
experimento impactante que demuestre el “poder” de nuestra atmósfera? Vivimos
“nadando” en un mar que es una mezcla más o menos homogénea de gases. Al igual
que el océano formado por agua, en el que la presión aumenta con la profundidad, todo
en la superficie terrestre emergida también está sometido a una presión considerable, a
saber, la que ejerce el “mar” de aire que se encuentra por encima de nosotros. Estamos
acostumbrados a vivir sometidos a esa presión, a fin de cuentas nuestro cuerpo está
adaptado a esa condición de manera óptima. Pero, claro está, una cosa es pensar en ello
hoy, sabiendo lo que es el aire y otra muy diferente es demostrar que existe esa presión
y que tiene una considerable importancia en una época en la que se está discutiendo si
de verdad puede existir el vacío o incluso si el aire era algo más que una ilusión.
Von Guericke pensó que la mejor forma de demostrar que la presión atmosférica era
algo real y poderoso, consistía en realizar un experimento que fuera presenciado por las
más altas personalidades de su tierra y su época. Pues nada, dicho y hecho.
Aquel día de mayo de 1654, el burgamaestre seguramente estaba nervioso, se jugaba su
prestigio y puede que algo más, incluso su cargo. Von Guericke diseñó cuidadosamente
la demostración. Debía de ser rigurosa pero, a la vez, tan espectacular que los
potentados presentes se quedaran con la boca abierta del asombro. El mismísimo
emperador debía quedar impresionado. En medio de un ambiente casi circense se
desarrollo lo que, en la historia de la ciencia, ha venido a conocerse como el
experimento del los hemisferios de Magdeburgo. Desde aquel día nada volvió a ser
igual para la física, la demanda de máquinas neumáticas creció sin medida y la pasión
por estudiar la atmósfera y sus “poderes” ganó un impulso nunca antes visto. Todo ello
gracias a que la demostración se desarrolló a la perfección, siguiendo el guión de Von
Guericke.
Frente a los dignatarios, seguramente extrañados ante el curioso montaje que se
desplegaba ante ellos, aparecían dos medias esferas –hemisferios– cuidadosamente
elaboradas en cobre. Una mitad se enfrentó a la otra, formando una gran esfera. A esta
esfera se conectó la máquina neumática de Von Guericke, que extrajo todo el aire que
pudo del interior. Al igual que cuando aspiramos con la boca el aire de una botella de
plástico vacía y ésta se deforma, así se hizo el “vacío” en el interior de la esfera. Ahora,
la presión atmosférica mantenía “pegados” los dos hemisferios. ¿Cuánta fuerza sería
necesaria para separarlos?
Era el momento de demostrar el poder de la presión atmósférica. Los hemisferios tenían
varias argollas a las que se unieron gruesas sogas asociadas a dos grupos de ocho
caballos, un grupo a cada lado. La esfera está en el suelo, los caballos se agitan
nerviosos, los ayudantes de Von Guericke esperan su orden. En un instante, ante una
vigorosa orden emitida por el burgomaestre, los ayudantes azuzan a los dos grupos de
caballos que, con todas sus fuerzas tiran de en sentidos opuestos de cada uno de los
hemisferios. El público se levanta, los murmullos crecen, nadie cree lo que está viendo.
La “lógica” les decía que los dos hemisferios –que no estaban soldados ni pegados ni
unidos entre sí nada más que por la fuerza de la presión atmosférica exterior puesta de
manifiesto al hacer el “vacío” en su interior– se separarían casi al instante al sentir la
extraordinaria fuerza de los caballos sobre las argollas. Pero no, alquellos tozudos
hemisferios de cobre, unidos sólo por contacto, aguantaron el esfuerzo de los caballos
durante un tiempo considerable. La bomba de vacío de Von Guericke había logrado un
“milagro”, el vacío parcial del interior de la esfera de cobre puso de manifiesto la
realidad de la presión atmosférica y, estre los vítores de los presentes, Von Guericke
puso la guinda del pastel pues demostró que, simplemente con abrir levemente la
válvula de la esfera, permitiendo de nuevo la entrada de aire, los hemisferios podían
separarse por sí solos. Al igualarse la presión interior y exterior, ya no eran necesarios
caballos, ni ninguna otra ayuda, para que ambas piezas se separaran. La apuesta había
sido arriesgada, el montaje espectacular y el resultado… sublime.
3. TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR (TCM)
Las hipótesis básicas de la TCM son:
1- Los científicos suponen que todas las sustancias están formadas por moléculas,
tan pequeñas que no pueden verse ni con un microscopio. En estado gaseoso, las
moléculas están muy alejadas unas de otras.
2- Las moléculas están en continuo movimiento caótico, chocando entre sí y contra
las paredes del recipiente que las contiene.
3- El movimiento queda determinado por dos tipos de fuerzas, unas fuerzas de
atracción que tienden a mantener las moléculas unidas y otras fuerzas de
repulsión que tienden a separar las moléculas.
4- Entre molécula y molécula no hay nada, solo espacio vacío,
5- La velocidad de las moléculas varía con la temperatura, de tal forma que si
aumenta la temperatura aumenta la velocidad de las moléculas.
6- La presión de un gas es consecuencia de los choques de las moléculas con las
paredes del recipiente que lo contiene. La presión aumenta a medida que lo hace
el número e intensidad de los choques.
A.32. Visita las siguientes páginas web. Realiza las actividades que aparecen para
entender la TCM. Explica aquí qué es lo que aparece en cada una de ellas.
http://www.iesaguilarycano.com/dpto/fyq/mat/mat6.htm
http://www.iesaguilarycano.com/dpto/fyq/mat/mat7.htm
http://www.iesaguilarycano.com/dpto/fyq/mat/mat8.htm
A.33. Explica que es la temperatura y la presión desde el punto de vista de la TCM.
La escala absoluta de temperaturas es aquella en la que el cero se corresponde con la
temperatura mínima alcanzable, aquella en la que las moléculas detendrían su
movimiento vibratorio. La temperatura mínima posible es -273 ºC, o lo que es lo
mismo, cero grados Kelvin (0 K).
Para pasar de grados centígrados ºC a grados Kelvin K simplemente hay que sumar 273.
De igual forman, si queremos pasar de grados K a ºC, restaremos 273.
A.34. Completa la tabla con los datos que faltan:
Temperatura (ºC) Temperatura (K)
20
100
-270
0
10
500
A.35.¿Pertenece a la escala kelvin una temperatura expresada con un número negativo?
¿Cuál es la temperatura más baja posible? Exprésala en grados kelvin y en grados
centígrados.
4. LEYES DE LOS GASES:
Hemos visto que los gases ocupan un volumen, se encuentran a una temperatura y
ejercen una presión contra las paredes del recipiente que los contiene. Las relaciones
entre volumen V, temperatura T y presión P, se resumen en tres leyes que se indican a
continuación:
1- Ley de Boyle: si la temperatura se mantiene constante, el volumen de un gas
aumenta cuando disminuye la presión y viceversa. Al disminuir el volumen del
gas las moléculas chocarán más veces contra las paredes del recipiente, por lo
que aumentará la presión. Boyle demostró la siguiente relación para estas
magnitudes:
P1·V1 = P2·V2
2- Ley de Charles: si la presión de un gas no varía (esto ocurre en los recipientes
flexibles) al aumentar la temperatura de un gas, aumenta el volumen y viceversa.
Al aumentar la temperatura, las moléculas se mueven más rápido, golpeando
más fuerte contra las paredes flexibles y aumentando así el volumen. De forma
matemática:
𝑉1𝑇1=𝑉2𝑇2
3- Ley de Gay-Lussac: si el volumen de un gas no varía (esto ocurre en los
recipientes rígidos) al aumentar la temperatura de un gas, aumenta la presión y
viceversa. Al aumentar la temperatura, las moléculas se mueven más rápido,
golpeando más fuerte y más veces contra las paredes rígidas y aumentando así la
presión. De forma matemática:
𝑃1𝑇1=𝑃2𝑇2
Tanto en la ley de Gay-Lussac como en la de Charles, las temperaturas han de
expresarse SIEMPRE en la escala absoluta o grados Kelvin (K).
A.36. Realiza la gráfica y traza la línea de ajuste que hay entre la presión de un gas
y el volumen que ocupa, a partir de los datos de la siguiente tabla. Representa la
presión en ordenadas (eje de la y) y el volumen en abscisas (eje de la x).
P (atm) 10,0 5,0 3,3 2,5 2,0
V (L) 2 4 6 8 10
A.37. Una jeringa a 20 ºC contiene 24,0 ml de aire. Introducimos la jeringa
verticalmente en agua caliente, y vemos que el émbolo se mueve hacia arriba. El
aire en su interior ha aumentado el volumen. Hemos realizado la experiencia para
diferentes valores de temperatura y hemos obtenido los datos que se muestran en
la tabla.
Realiza la gráfica entre la temperatura de un gas y el volumen que ocupa. Representa la
temperatura en abcisas y el volumen en ordenadas.
A.38. Los submarinistas utilizan botellas rígidas de aire comprimido. Al
introducirse bajo el agua, el gas contenido en la botella se enfría.
a) De las magnitudes presión, temperatura y volumen, ¿cuáles cambiarán y cuáles no lo
harán? Explica porqué.
b) Explica con la TCM (teoría cinético-molecular) cada uno de los cambios producidos
en las magnitudes del apartado anterior.
T (ºC) 20 32 44 56
V (mL) 34,0 35,0 36,0 37,0
A.39. Tenemos 20 ml de gas en una jeringa. Medimos la presión del gas conforme
empujamos el émbolo. El volumen va disminuyendo y la presión aumentando.
Obtenemos los siguientes valores:
a) Representa en una gráfica los siguientes valores de presión y volumen de un gas.
Dibuja la presión en ordenadas (eje de la y) y el volumen en abscisas (eje de la x)
b) Explica con la TCM porqué a medida que va disminuyendo el volumen, va
aumentando la presión.
A.40. ¿Se puede aumentar el volumen de una determinada cantidad de gas sin
calentarlo? Razona tu respuesta.
A.41. En una bombona pequeña, de paredes rígidas, se introducen 116 gramos de
butano que ocupan un volumen de 10,0 L a la presión de 5 atm. Si calentásemos la
bombona:
-¿Aumentaría la velocidad de las moléculas?
-¿Aumentaría la distancia entre las moléculas?
-¿Aumentaría el número de choques con las paredes?
-¿Aumentaría la intensidad de los choques con las paredes?
Justifica cada una de tus respuestas.
V (mL) P (atm)
20 1,2
10 2,4
8 3
6 4
4 6
A.42. Una jeringa a 20 ºC contiene 50 mL de aire. Si la introducimos verticalmente
en agua caliente, el émbolo se desplaza hacia arriba y el aire interior ocupa un
volumen distinto.
a) El volumen, ¿habrá aumentado o habrá disminuido?
b) ¿Qué nombre recibe el proceso que le ha ocurrido al aire? Explícalo con la TCM.
A.43. Un gas ocupa un volumen de 200 mL a una presión de 2 atm; ¿qué presión
ejerce cuando ocupa un volumen de 300 mL si la temperatura se mantiene
constante?
A.44. Una determinada cantidad de aire se encuentra en un recipiente rígido a -12
ºC, siendo la presión de 1 atm. Se calienta el gas hasta alcanzar los 80 ºC. ¿A qué
presión se encuentra ahora el aire? No olvides pasar la temperatura a Kelvin.
A.45. El volumen inicial de una cierta cantidad de gas es de 200 mL a la
temperatura de 20 ºC. Calcula el volumen que ocupa cuando se calienta, a presión
constante, hasta llegar a 40 ºC. ¿En cuánto ha aumentado el volumen? No olvides
pasar la temperatura a Kelvin.
A.46. Un gas ocupa un volumen de 800 mL a una presión de 1 atm; ¿qué presión
ejerce cuando ocupa un volumen de 1 L si la temperatura no cambia?
A.47. El volumen inicial de una cierta cantidad de gas es de 120 mL a una
temperatura de 20 ºC. Calcula el volumen que ocupa a 60 ºC, si el calentamiento se
ha realizado a presión constante. No olvides expresar las temperaturas en Kelvin.
A.48. En un recipiente se introducen 116 gramos de butano que ocupan un
volumen de 10 L a la presión de 3 atm. ¿Qué presión habrá cuando el volumen
ocupado sea de 8 L, si la temperatura permanece constante?
5. ESTADOS SÓLIDO Y LÍQUIDO:
Existen otros 2 estados de la materia: sólido y líquido. Sus propiedades desde un punto
de vista macroscópico son las siguientes:
Sólido: tienen forma y volumen propio.
Líquido: tienen volumen propio, pero adoptan
la forma del recipiente que lo contiene.
Gas: como hemos visto anteriormente, no
tienen forma ni volumen propio, sino que
ocupan todo el espacio disponible.
Además del estado gaseoso, los estados sólido y líquido también pueden explicarse con
ayuda de la teoría cinético molecular.
Sólido: Sus moléculas están ordenadas, las distancias entre ellas son pequeñas y
tienen un movimiento vibratorio.
Líquido: las moléculas están desordenadas, las distancias son aproximadamente
las mismas que en el estado sólido y pueden desplazarse de un lugar a otro, pero
ligadas entre sí, es decir, sin poder independizarse unas de otras.
Gas: las moléculas están desordenadas y las distancias son unas 10 veces más
que en el estado sólido y líquido. Las moléculas se mueven con total libertad.
Para poder explicar porqué una sustancia es sólida, líquida o gaseosa, la TCM dice que
entre las moléculas existe unas fuerzas de atracción, que son mayores en el caso del
sólido, medias en los líquidos y menores en los gases.
Sólido: las fuerzas de atracción son muy grandes, por lo que las moléculas
permanecen inmóviles y sólo pueden vibrar.
Líquido: las fuerzas de atracción impiden que las moléculas se separen, pero no
pueden impedir que se muevan desplazándose entre sí.
Gas: las fuerzas de atracción son muy pequeñas, y por eso las moléculas pueden
moverse libremente y a gran velocidad.
A.49. Explica las características más importantes desde el punto de vista
macroscópico de los sólidos, líquidos y gases.
A.50. Explica las características más importantes desde el punto de vista de la
teoría cinético molecular de los sólidos, líquidos y gases.