Download 1 Justificar si son correctas o no las siguientes

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Justificar si son correctas o no las siguientes afirmaciones.
a) De dos atletas corriendo, el más rápido es aquel que recorre más distancia.
b) De dos atletas corriendo, el más rápido es aquel que tarda menos tiempo.
Solución:
Las dos afirmaciones son incompletas. En la a), no se informa sobre el tiempo empleado en recorrer dicha
distancia. En la b), a su vez, no se informa la distancia que ha recorrido cada atleta.
2
Las posiciones de un coche que parte del punto A se indican con los números 1, 2, 3, 4. El banderín marca
el sistema de referencia. Si un observador está situado en el punto P y otro en el punto R. Indicar las
posiciones del coche y la distancia recorrida en cada caso, para cada uno de los observadores.
Solución:
Respecto al sistema de referenciaP.
1
2
3
Posición
-50 km.
0 km
50 km
Distancia recorrida
50 km
100 km
150 km
4
150 km
250 km
Respecto al sistema de referenciaR.
1
3
Posición
-250 km.
Distancia recorrida
50 km
2
- 200 km
100 km
3
4
-100 km
0 km
150 km
250 km
Explicar el significado de la frase: "el coche se paró en el km 254 de la Nacional II". ¿Cuál es la posición?
¿Respecto a qué observador?
Solución:
Significa que se paró en km 254 de la N.II, que tiene su origen en Madrid. La posición con Madrid como referencia
es el km 254. El observador es el punto de referencia, Madrid, Puerta del Sol (km 0).
4
Las gráficas posición - tiempo siguientes, representan el movimiento de un ciclista a lo largo de una pista
recta ¿Por qué son diferentes?
Solución:
Son diferentes porque en la primera, el sistema de referencia está situado en el mismo punto que el ciclista
comienza a circular. Mientras que en la segunda, el sistema de referencia está situado 100 metros antes de
comenzar a moverse.
5
Las gráficas siguientes representan a un móvil que se mueve con movimiento uniformemente acelerado.
Explica su significado.
Solución:
Gráfica A. Representa la variación de la posición con el tiempo, como en tiempos iguales los espacios recorridos
por el móvil son distintos, las posiciones se irán distanciando a medida que aumenta el tiempo. La figura es una
parábola.
Gráfica B. Representa la variación de la velocidad con el tiempo, según dicha gráfica en tiempos iguales el
aumento de la velocidad es el mismo. La figura es una recta cuya pendiente es la aceleración.
Gráfica C. Representa la variación de la velocidad con el tiempo, según dicha gráfica en tiempos iguales la
disminución de la velocidad es la misma, hasta llegar a velocidad cero. La figura es una recta cuya pendiente es la
aceleración, que en este caso es negativa.
Gráfica D. Representa la variación de la aceleración con el tiempo, según dicha gráfica en cualquier instante la
aceleración es la misma. La figura es una recta paralela al eje que representa al tiempo, indicando con esto que la
aceleración es constante.
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Teniendo en cuenta los datos de los dos dibujos:
a) Hacer la tabla posición tiempo y representarlo gráficamente.
b) ¿Cuál será la ecuación del movimiento?
Solución:
b) La ecuación del dibujo 1, como en el instante inicial el móvil está situado en el sistema de referencia, e0 (la
posición inicial será 0). Por tanto, será: e = 0 + 10 t. La velocidad es 10 m/s, ya que cada 10 segundos la posición
cambia 100m.
La ecuación del dibujo 2, la posición inicial está 100 metros después del sistema de referencia. Por tanto, será:
e = 100 + 10 t. La velocidad es 10 m/s, ya que cada 10 segundos la posición cambia 100 m, como en el dibujo 1.
7
La velocidad de un tren se reduce uniformemente de 108 km/h a 72 km/h. Sabiendo que durante ese
tiempo recorre una distancia de 100 m. Calcular:
a) La aceleración de frenado.
b) La distancia que recorre, si sigue con esa misma aceleración, hasta que se para y el tiempo que
tarda en hacerlo.
Solución:
a) Las velocidades en m/s son : 108 km/h = 30 m/s y 72 km/ h = 20 m/s
20 2  30 2 - 500
=
  2,5 m/s2
2  100
200
O bien,resolviendo el siguientesistema :
v 2  v 02 = 2 a Δa  a =
-10
 20 - 30
=a
a=
 t
t



a t2
 100 = 30  t +
 Δ e = 30  t +
2

- 10 m/s
a=
 2,5 m/s2
4s
02 
b) v 2  v 02 = 2 a Δa  Δ e =
2( 
-10 2
 t
100
t
 30 t -5 t  t=
= 4s
2
25
20 2
- 400
=
 80 m
2,5 )
-5
O bien,
- 20
 0 - 20
t=
=8s
 t = - 2,5
- 2,5

2
2
 Δe = 20  t + a t  Δe = 20  8 + - 2,5  8  160 - 80 = 80 m

2
2
8
Indica la opción que es falsa. En un movimiento circular:
a) La trayectoria es curvilínea.
b) No tiene aceleración.
c) Tiene velocidad angular constante.
d) El radio de la trayectoria permanece constante.
Solución:
La falsa es la b.
9
¿Existe aceleración en un movimiento circular uniforme? Explícalo.
Solución:
Si . Se denominaaceleración centrípeta y cambiala direcciónde la velocidadhaciendoque el móvil
describa una circunferencia y no se salga por la tangente.Si no actuase , la velocidaddel móvilno
cambiaríani en móduloni en dirección, por lo que el móvil seguiría moviéndosepor la tangente
a la trayectoria en un punto.
La aceleración centrípeta tiene su punto de aplicaciónen el propiomóvil,su direccióny sentido
es hacia el centro de la circunferencia y su móduloes : a c = v 2 / R =  2 . R
10 Una rueda de un coche ha girado un ángulo de π radianes. Calcula la longitud del arco recorrido por un
punto de la rueda que está a 35 cm del centro de la misma.
Solución:
Como la longitudde recorrida por un móvil sobre la circunferencia es :
e =   R. Siendo el ángulogirado y R, el radio.
Tendremos: e =   0,35 = 1, 099 metros.
11 ¿Es posible que un cuerpo se mueva sin que exista fuerza alguna sobre él?
Solución:
Si. Una consecuencia del principio de la inercia es que puede haber movimiento aunque no actúe fuerza sobre el
cuerpo. La fuerza será necesaria para cambiar el estado de movimiento del mismo, es decir, para cambiar su
velocidad.
12 Dos fuerzas de 10 y 15 N, respectivamente, están aplicadas a un mismo cuerpo. Hallar la fuerza resultante
en las siguientes situaciones:
a) Tienen la misma dirección y sentido.
b) Tienen misma dirección y sentido contrario.
c) Forman un ángulo recto.
Solución:
a) El módulo será la suma de los módulos de ambas fuerzas, 25 N. La dirección y sentido la que tenían las dos
fuerzas.
b) El módulo será la diferencia de los módulos de las fuerzas, 5 N. La dirección será la que tenían y el sentido hacia
la de 15 N.
c) El módulo será:
R2 = 152 + 102  R = 325  18,03 N
, la dirección y sentido, serán por ejemplo:
13 Dos amigos cuyas masas son 75 kg y 60 kg están patinando en una pista de hielo. En un instante en el que
están parados el primero empuja al segundo, y éste se mueve a una velocidad de 1 m/s ¿A qué distancia se
encuentran a los 5 segundos?
Solución:
F = 60 
1 0
t
La fuerza sobre el segundo chico:
F ’ = 75 
La fuerza de reacción sobre el primer chico:
v 0
t
 60 = 75 v ; v =
60
 0,8 m/s
75
Como F' = -F:
Como en el hielo no se produce rozamiento el movimiento es uniforme y rectilíneo.
e=vt
2º : e = 1m/s  5 s = 5 m
1º e =  0,8 m/s  5 =  4 m
La distancia entre los dos es: 5 - (-4) = 9 m
14 Cuando un cuerpo se desliza sobre otro, ¿cómo es la fuerza de rozamiento respecto al cuerpo que se
mueve?
Solución:
La fuerza de rozamiento es paralela a la superficie de deslizamiento y tiene la dirección del movimiento y el sentido
contrario.
15 Un bloque de hierro está sobre una mesa. Si se le aplica una fuerza de 80 N se mueve con una aceleración
2
de 2 m/s . Calcula la masa del bloque de hierro, si el rozamiento es de 25 N.
Solución:
(80  25) N
55 N
a=
 2 m/s2  m =
 27,5 kg
m
2 m/s2
16 Sobre un cuerpo de 300 kg de masa se aplica una fuerza de 800 N, ¿qué valor tendrá la fuerza de
rozamiento si se mueve con velocidad constante de 10 m/s? ¿Qué valor tendrá dicha fuerza si se mueve
2
con aceleración constante de 2 m/ s ?
Solución:
En el primer caso, si se mueve con velocidad constante, la aceleración es cero. Se cumplirá:
F  FR
F
a=
0=
 F  FR  0  FR  800 N
m
m
En el segundo caso, si se mueve con aceleración constante se tiene:
800  FR
F
a=
 2=
 800  FR  600  FR  200 N
m
300
17 ¿Cuándo podemos decir que un sólido está en equilibrio? Escribe las condiciones que tiene que cumplir un
sólido para estar en equilibrio.
Solución:
Un sólido está en equilibrio cuando no se desplaza y cuando no gira.
Las condiciones que tiene que cumplir un sólido para estar en equilibrio son:
La resultante de las fuerzas que actúan sobre el sólido debe de ser cero.∑F = 0. El sólido no se desplaza.
El momento resultante de las fuerzas que actúan sobre el sólido debe de ser cero. ∑M = 0. El sólido no gira.
18 ¿Qué es un par de fuerzas? ¿Cuánto vale la resultante de las fuerzas? ¿Cuál es su efecto? ¿A quién es
igual el módulo de un par de fuerzas? Nombra algún ejemplo.
Solución:
Se denomina par de fuerzas a dos fuerzas paralelas, iguales en módulo y de sentidos contrarios. La resultante de
las fuerzas es cero. El efecto que producen es de giro. El módulo es igual al producto del módulo de una de las
fuerzas que forman el par por la distancia entre las rectas sobre las que actúa cada una de ellas. El par de fuerzas
ejercido sobre un volante de coche.
19 Dos personas llevan sujeto un cuerpo de 40 kg mediante una barra de 250 m. El cuerpo está colocado a 60
cm de una de ellas. Calcula la fuerza que debe ejercer cada una.
Solución:
Para que permanezca en equilibrio se debe cumplir que el momento resultante sea nulo y que la suma de fuerzas
también lo sea. Por tanto:
F1 + F2 = Peso
F1 · l1 = F2 · l2
Despejando:
peso · l 2
F1 
L
F1 · l1 = (peso - F1) l2 
F1 · l1 = peso · l2 - F1 · l2 
F1 (l1 + l2) = peso · l2 
Sustituyendo:
40 · 9,8 · 0,6
F1 
 94,1
2,50
N
El otro porteador ejerce una fuerza de: F2 = 40 · 9,8 - 94,1 = 297,9 N
20 ¿Por qué es más difícil romper un paquete de folios que un par de ellos?
Solución:
Porque la fuerza que se realiza en el caso de un paquete de folios se reparte sobre una mayor superficie y cada
folio recibe menor presión. Si sólo son un par de folios, la fuerza que se realiza se reparte en una superficie muy
pequeña y, por tanto, la presión que recibe cada folio es mayor y se rompen más fácilmente.
21 Calcular la presión atmosférica en un lugar en el que la columna de mercurio de un barómetro marca 70 cm
3
de altura. Densidad del mercurio = 13 600 kg/m .
Solución:
F P(Hg) MHg  g V  dHg  g S  h  dHg  g
p= 



S
S
S
S
S
3
p = h  dHg  g = 0,70 m  13 600 kg/ m  9,8 m/ s 2  93 296 Pa
22 Señalar si las siguientes frases son verdaderas o falsas.
La presión en un punto de un líquido depende de la forma del recipiente.
La presión en un punto de un líquido no depende de la cantidad de líquido.
La presión en el fondo de un recipiente depende de la superficie de dicho fondo.
La presión hidrostática depende de la densidad del líquido.
Solución:
a) F
b) V
c) F
d) V
23 La figura representa dos tubos conectados entre sí conteniendo un líquido, ¿por qué el nivel de líquido es
igual en ambos?
Solución:
Porque si en un tubo el nivel estuviera más alto, la presión debida a esa columna de líquido se transmitiría a todo el
líquido y haría que el nivel del otro tubo subiera hasta igualarse ambos niveles.
24 En una prensa hidráulica, con una fuerza de 20 N en el émbolo de sección pequeña, se elevan 200 N
situados en el otro. ¿Qué relación debe de existir entre las secciones de los émbolos?
Solución:
El émbolo mayor debe de ser 10 veces mayor que el otro:
F1 F2
S
F
S
200

 2  2  2 
 10  S 2  10  S1
S1
S2
S1
F1
S1
20
2
25 Calcular qué sección deberá tener el émbolo pequeño de una prensa hidráulica si el mayor tiene 100 cm , y
al aplicar una fuerza de 60 N en él, se consigue elevar un peso de 600 N.
Solución:
Como las presiones en ambos son iguales, se cumple:
60 N
600 N
60  0,01

 S1 
 0,001m 2  10 cm 2
2
S1
600
0,01m
26 Explica el principio de Arquímedes y cita dos ejemplos, de la vida real, en los que se ponga de manifiesto
dicho principio.
Solución:
El principio de Arquímedes indica que un cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia
arriba equivalente al peso del fluido desalojado. De esta manera, un cuerpo ve reducido su peso aparente. Un
ejemplo sería el de los barcos, que consiguen flotar porque desalojan una masa de agua igual a su peso y otro
sería el de los globos aerostáticos, que desalojan una masa de aire que iguala su peso.
27 ¿Qué densidad tiene un cuerpo que pesa 19 N y que al sumergirlo en el agua pesa 17 N?
Solución:
M
Peso
19 N
d c = c  Mc 

 1,94 kg
Vc
g
9,8 m/s2
E = 19  17 = 2 N
2 N = V  1 000 kg/ m 3  9,8 m/ s 2  V =
dc =
2N
 2,04  10 - 4 m 3
9800 N / m 3
Mc
1,94 kg

 9 501 kg/ m 3
Vc
2,04  10 - 4 m 3
28 Un cilindro de corcho de 25 cm de radio y 75 cm de altura, se encuentra flotando en el mar. Calcula el
volumen de corcho que se encuentra dentro del mar.
3
3
(dagua del mar = 1 030 kg/m ; dcorcho = 200 kg/m )
Solución:
En equilibrio se cumple que el peso del bloque se iguala con su empuje:
El peso total del bloque es: Ph = dh · S · h · g
El empuje del agua es: E = da · S · ha · g
m · S · h · g = a · S (h - hext) · g

dm · h = da (h - hext)
Despejando y sustituyendo se determina que en el exterior hay:

d 

200 
  60,44 cm
h ext  h1  m   751 
da 
 1 030 

Por tanto, la altura sumergida es: 75 - 60,44 = 14,56 cm
2
2
3
El volumen correspondiente es: V =  R h=  25 · 14,56 = 28 588 cm
29 ¿Quién es más grande Venus o la Luna? ¿Cuál de los dos se ve en una noche estrellada de mayor tamaño?
¿Por qué?
Solución:
Es más grande Venus. En una noche estrellada se ve mucho más grande la Luna porque está mucho más cerca de
la Tierra.
30 ¿Cómo explica el sistema geocéntrico el movimiento de los planetas? Ayúdate del siguiente dibujo.
Solución:
El sistema geocéntrico explica el movimiento de los planetas mediante la composición de dos movimientos
circulares:
Uno, el planeta describe una órbita circular, denominada epiciclo, alrededor de un punto C.
Y otro, el centro del epiciclo describe una órbita circular alrededor de la Tierra.
La imagen representa la trayectoria resultante de un planeta como consecuencia de dichos movimientos.
31 Relacionar las siguientes frases con los personajes que las dijeron .
a) El Sol está fijo en el centro del Universo y los planetas describen
trayectorias circulares en torno al Sol en su mismo plano.
b) La región terrestre está constituida por la Tierra que ocupa el centro del Universo.
c) Las órbitas de los planetas son elípticas.
d) La Tierra está en el centro del Universo y el Sol describe una órbita circular con período de un día.
e) No todos los astros giran en torno a la Tierra y las estrellas están unas alejadas de otras.
1. Kepler
2. Aristóteles
3. Galileo
4. Copérnico
5. Ptolomeo
Solución:
a-4
b-2
c-1
d-5
e-3
32 ¿Por qué en la observación nocturna de la bóveda celeste, las estrellas las vemos fijas y titilan y los
planetas notamos que se mueven y no titilan?
Solución:
Las estrellas están muy lejos a años - luz y podemos situarlas en puntos fijos. Titilan porque son puntos
infinitamente pequeños y su luminosidad es rota y modificada por la turbulencia atmosférica, por ello parece que su
luz tiembla.
Los planetas están mucho más cerca de la Tierra, por eso al cambiar de posición respecto al fondo estrellado, no
podemos situarlos en lugares fijos, parecen pasar entre las estrellas. No titilan, porque la luz que recibimos está
formada por la suma de multitud de rayos que emanan de una superficie bastante cercana a nosotros.
33 La posición de un astro queda determinada por dos ángulos. ¿Cuáles son? Defínelos.
Solución:
La ascensión recta es el ángulo medido sobre el ecuador celeste y comprendido entre el equinocio de primavera y
el meridiano del astro. Equivale a la longitud terrestre.
La declinación es el ángulo medido sobre el meridiano y comprendido entre la posición del astro y el ecuador.
Equivale a la latitud terrestre.
34 Si el radio de la órbita de un planeta es doble que la de otro, ¿cómo serán sus períodos de revolución?
Solución:
(T ’ ) 2
(T ’ ) 2
8 (R ’ ) 3
T2
T2
T2


Si
R
=
2
R’




8
R3
(R ’ ) 3
(2R ’ ) 3
(R ’ ) 3
(T ’ ) 2
(R ’ ) 3
T 2 = 8 ( T ’ )2  T = 8 ( T ’ )2  8  T ’
El planeta más distante tiene un periodo de revolución mayor.
35 Calcula la fuerza de atracción entre dos personas de 80 kg y 40 kg, situados a una distancia de 2 m.
Solución:
FG
Mm
d2
La fuerza es:
F  6,67 · 10 11
80 · 40
22
 5,3 · 10 8 N
Sustituyendo:
36 ¿De qué factores depende el valor de la aceleración de la gravedad en cualquier astro? Deduce su
expresión matemática.
Solución:
El valor de la aceleración de la gravedad depende de la masa del astro y de su radio.
El peso del cuerpo viene dado por la siguiente expresión:
P=m·g
Según la ley de la gravitación universal:
P=G
MA  m
R 2A
De estas dos igualdades:
M m
M
m  g = G A 2  g = G 2A
RA
RA
37 ¿Cómo variará el peso de un cuerpo cuando se desplaza a una altura sobre la superficie de la Tierra
equivalente al radio de la misma?
Solución:
Si el peso de un cuerpo de masa m, en la superficie de la Tierra es:
M m
P =G T 2
RT
El peso de dicho cuerpo a una altura equivalente al radio de la Tierra será:
MT  m
M m
M m P
P'= G
G T 2 G T 2 
2
4
( RT  RT )
( 2R T )
4 RT
38 Un saltador de trampolín se deja caer desde cierta altura, con lo que su energía potencial es de 350 J.
Cuando cae al agua y se para, ¿a dónde va a parar esa energía?
Solución:
La energía no desaparece sino que se comunica al agua, la cual aumentará un poco su temperatura. A fuerza de
saltos y saltos sería apreciable ese aumento.
39 Localizar la afirmación correcta:
a) El calor y el trabajo son formas de energía.
b) Los cuerpos tienen más o menos calor según su temperatura.
c) El paso de energía de un cuerpo a otro (que se encuentra a menos temperatura) se denomina calor.
d) Una unidad muy utilizada para el trabajo es el kW.
Solución:
La respuesta correcta es la c). La a) es incorrecta, puesto que el calor y el trabajo se refieren a transferencias de
energía.
40 Analizar el texto siguiente y a partir de él establecer comparaciones con los conceptos de energía, calor y
trabajo.
Un embalse construido sobre un río se alimenta con el agua del cauce superior y cede parte del agua al
cauce inferior. Naturalmente, el agua del embalse puede también aumentar gracias a la lluvia o puede
disminuir por evaporación ("lluvia negativa"), pero sería absurda la pregunta: ¿cuánta lluvia existe en el
embalse?
(J. AGUILAR, Curso de termodinámica)
Solución:
La comparación, tomada del citado libro de J. Aguilar, es muy adecuada a los conceptos del tema. Continuando
con la cita: Igual que es absurda la pregunta de cuánta agua existe en el embalse, carece de sentido hablar del
calor almacenado en un cuerpo. Sólo puede almacenarse energía, y es imposible separar o dividir la energía
interna en una parte mecánica y otra térmica. El embalse será nuestro sistema; el agua total que contiene es la
energía; el agua de los ríos es el trabajo y la lluvia es el calor, que será "perdido" en la evaporación.
Por supuesto, las unidades en que se mide son siempre las mismas: es agua.
41 ¿En qué se parece la energía de la biomasa y la energía que procede del carbón?
Solución:
Cierto tipo de biomasa supone el cultivo de ciertas plantas de las que se obtienen carburantes como el bioetanol.
Del carbón se puede hacer lo mismo y se hacía en las coquerías. Por otra parte, tanto la biomasa como el carbón
son combustibles, sólo que el carbón se generó hace más tiempo.
42 A pesar de estar clasificada en ese grupo, se discute si toda la energía nuclear es no renovable. ¿Por qué?
Solución:
La discusión es lógica porque no es lo mismo una energía de fisión, que es renovable ya que depende de unas
existencias limitadas de uranio u otros núcleos fisionables, que una energía de fusión que depende de las
cualidades, virtualmente ilimitadas, del hidrógeno.
43 El gasto energético mensual de una casa es de 800 kW h.
a) ¿A cuántos julios equivale?
b) ¿Cuántas tep consume la familia en 1 año con ese promedio?
Equivalencias energéticas:
J
cal
tep
tec
10
10
4,18 · 10
10
1
1,428
KW h (teóricos)
11 630
Solución:
6
9
a) Equivale a: 800 kW h · 3,6·10 J/kW h = 2,88 · 10 J
b) 800 · 12 meses = 9 600 kW h
Cambiando las unidades: 9 600/11 630 = 0,8 tep/año.
44 ¿Qué son las fuentes termales y cómo se puede aprovechar su energía?
Solución:
Son fuentes de agua del subsuelo que sale a alta temperatura y puede aprovecharse como fuente de energía
mediante intercambiadores, aunque se trata de un recurso muy limitado.
45 El total de centrales que utilizan la energía de la biomasa produjo en España a lo largo de 1999 un total de 1
245 millones de kW h. Si el consumo total de energía eléctrica ese año fue de 178 000 millones de kW h,
calcula el porcentaje que supuso.
Solución:
Hacemos una sencilla proporción y queda:
1 245
178 000
· 100 = 0,7 %
Si se tiene en cuenta que la biomasa es la de mayor contribución energética prevista en el futuro (para las energías
renovables) se ve la ridícula participación de las otras.
46 Se da a continuación la previsión de producción de energías renovables para el año 2010.
2010 (miles de tep)
3 271
1 852
11 000
336
19
3
Hidráulica y minihidráulica
Eólica
Biomasa
Solar térmica
Solar fotovoltaica
Geotérmica
a) Representar un diagrama de barras.
b) Si el consumo global que España tiene previsto ese año ronda los 140 millones de tep, ¿qué porcentaje
se cubrirá con renovables?
Solución:
a) Representación:
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
Hidr.
Eólica
Biom
Solar t Solar f
Geot
b) La producción total de renovables será:
2010 (miles de tep)
Hidráulica y minihidráulica
3 271
Eólica
1 852
Biomasa
11 000
Solar térmica
336
Solar fotovoltaica
19
Geotérmica
3
TOTAL
16 481
Respecto al consumo previsto será:
16 481 miles de tep
140 000 miles de tep
· 100 = 11,8 %
No es una gran participación, lo cual debería motivar una reflexión por parte de las autoridades e incluir en el Plan
Energético Nacional una apuesta clara por las energías renovables.
47 ¿Qué es la energía? Escribe las distintas formas en las que se presenta.
Solución:
Es una propiedad de los cuerpos y sistema físicos que les permite experimentar cambios. Puede presentar
formas diversas y transformarse de una forma a otra.
Las distintas formas en las que se presenta son:
Energía cinética, asociada al movimiento de los cuerpos.
Energía potencial, asociada a la posición.
Energía interna, asociada a la cantidad de materia, constitución química y temperatura.
Energía eléctrica, asociada a los movimientos de las cargas por los conductores.
Energía nuclear, asociada al núcleo de los átomos.
Energía luminosa, asociada a la energía radiante.
48 ¿Se puede hablar de calor y trabajo que contiene un cuerpo? ¿Por qué? Escribir ejemplos.
Solución:
No, porque el calor y el trabajo no son formas de energía, sino procesos para transferir energía de unos sistemas
a otros.
El trabajo realizado al aplicar una fuerza sobre un cuerpo para elevarlo a cierta altura aumenta su energía
potencial.
Al sumergir un objeto caliente en un recipiente de agua fría, hay una transferencia de energía del metal al agua
hasta que se igualan sus temperaturas.
49 Un objeto de masa 4 kg está cayendo desde gran altura. ¿Qué energía mecánica tendrá al pasar por un piso
que está a 5 metros del suelo llevando una velocidad de 72 km/h?
Solución:
Emecánica = Ecinética + Epotencial
1
E m = 4 kg ( 20m/s)2 + 4 kg  9,8 m/s2  5 m
2
E m = 800 J + 196 J = 996 J
50 ¿Qué significa que un motor tiene mucha potencia? ¿Cuáles son las unidades de potencia? Define la
unidad de potencia en el S.I.
Solución:
- Que realiza una transferencia de energía en poco tiempo.
- Unidades de potencia son: el vatio (W), el kilovatio (kW) y el caballo de vapor (C.V.).
- El vatio, que es el trabajo de 1 julio realizado en 1 segundo. Es muy pequeña, por eso se usan los múltiplos
citados.
51 Un coche se mueve con movimiento rectilíneo uniforme, ¿cuál es la variación de su energía cinética? ¿Por
qué? Si el movimiento que realiza es circular uniforme, ¿qué trabajo se realiza? ¿Por qué?
Solución:
En el movimiento rectilíneo uniforme la velocidad es constante, por tanto, la variación de su energía cinética será
cero.
Si el movimiento es circular uniforme, existe la fuerza centrípeta pero es perpendicular a la dirección del
desplazamiento y no hace variar más que la dirección de la velocidad, por lo que la variación de la energía cinética
es cero y como consecuencia el trabajo de dicha fuerza es cero.
3
52 ¿Cuánto tiempo estará funcionando una bomba de agua que eleva 100 m a 25 m de altura, si desarrolla
una potencia de 14 C.V.?
Solución:
W
W 100 000 kg  9,8 m/s2  25 m 24 500 000 J
P=
t=


 2 380,95 s
t
P
14C.V. 735 W/C.V.
10 290 J/s
53 En la caída de un cuerpo si no hay rozamiento. Razonar si aumenta o disminuye: la energía mecánica, la
energía cinética, la energía potencial y la velocidad.
Solución:
La energía mecánica se conserva porque no hay fuerzas externas. La energía cinética aumenta porque su
velocidad aumenta al ser un movimiento uniformemente acelerado. La energía potencial disminuye, porque su
altura es menor. La velocidad aumenta al ser un movimiento uniformemente acelerado.
54 Desde una cierta altura sobre el suelo se deja caer una pelota de goma.
a) ¿Hasta qué altura subirá al botar en el suelo, si consideramos el rozamiento nulo?
b) ¿Con qué velocidad llegará al suelo?
c) ¿Qué formas de energía intervienen en el proceso?
Solución:
a) y b) Si no hay rozamiento, se conserva la energía.
En el punto de donde se deja caer la pelota, la Em = Ep = mgh
1
2
2
En el suelo, la Em = EC = mv
1
mgh = mv 2  v = 2gh
2
La velocidad con la que llega será:
1
Em = Ec = mv 2
2
La energía mecánica al salir será:
La Em al llegar a una altura h' será: Em = mgh'
2
1
v 2 ( 2gh)
2gh
mv 2  mgh' h' =


h
2
2g
2g
2g
Se cumple:
Es decir, llega a la misma altura desde la que se dejó caer.
c) Epotencial  Ecinética  Eelástica de la goma  Ecinética  Epotencial
55 Calcula la velocidad del vagón de la montaña rusa en el punto b si parte del reposo en el punto a. ¿Y si
pasa por a con una velocidad de 40 km/h?
a
50 m
b 30 m
Solución:
Por el teorema de conservación de la energía mecánica: EMa = EM b
Teniendo en cuenta que la energía cinética en a es cero la expresión anterior queda como:
2
Epa = Ec b + Ep b  m · g · ha = ½ · m · vb + m · g · hb
La velocidad en el punto b es: vb = 19,8 m/s
En el caso de pasar por a con una velocidad de 40 km/h (11,1 m/s), por el principio de conservación de la energía
mecánica:
2
2
Eca + Epa = Ec b + Ep b  ½ · m · va + m · g · ha = ½ · m · vb + m · g · hb
La velocidad en el punto b es: vb = 22,7 m/s
56 ¿Puede haber temperaturas negativas en la escala Kelvin? ¿Cuál es el significado del cero absoluto según
la teoría cinético molecular?
Solución:
No. El cero de la escala Kelvin es la temperatura más baja a la que nos podemos aproximar, aunque no es posible
llegar a ella. Según la teoría cinética, en la cual se relaciona la temperatura con la energía cinética media de las
partículas, el cero absoluto se produciría cuando las partículas tuviesen movilidad nula y por tanto la energía
cinética de las mismas sería nula.
57 Indicar si las siguientes frases son verdaderas (V) o falsas (F).
a) La temperatura de un cuerpo depende de la masa que tiene.
b) Al poner en contacto dos cuerpos que tienen distinto tamaño y distinta temperatura, siempre cede
energía para alcanzar el equilibrio térmico el de mayor tamaño.
c) Dos cuerpos a distinta temperatura cuando se ponen en contacto alcanzan la misma temperatura
independientemente de su naturaleza.
d) La temperatura final en el equilibrio térmico cuando se ponen en contacto dos cuerpos que tienen
distinta temperatura es independiente de su naturaleza.
e) La temperatura final en el equilibrio térmico cuando se ponen en contacto dos cuerpos que tienen
distinta temperatura depende de la masa de cada uno.
Solución:
a) Falso.
b) Falso.
c) Verdadero.
d) Falso.
e) Verdadero.
58 La gráfica siguiente representa la evolución de las temperaturas de dos recipientes de agua pero uno
introducido dentro del otro.
a) ¿Están inicialmente a la misma temperatura? ¿Cuál es?
b) ¿Qué significa el punto en el cual se juntan las dos líneas?
a) Si dejáramos transcurrir más tiempo, ¿cómo seguiría la gráfica? ¿Por qué?
Solución:
a) No. En el instante inicial la temperatura de una es de 40 ºC y el de la otra, 20 ºC.
b) Qué en ese instante, han alcanzado el equilibrio térmico, están los dos recipientes a la misma temperatura.
c) A partir del punto del equilibrio térmico, al principio, sería una recta paralela al eje de tiempos. Pero luego
se inclinaría hacia abajo, hasta alcanzar el equilibrio con la temperatura ambiental, posteriormente a partir de
que se hubiera alcanzado, sería paralela al eje de tiempos, mientras no variaran las condiciones.
59 El calor específico del vidrio es 800 J/kg K, ¿qué significa?
Solución:
Significa que para elevar 1 K la temperatura de 1 kg de vidrio es necesario transferirle una energía de 800 J.
60 ¿Quién tiene más energía interna un clavo al rojo vivo o el agua de una bañera? Según la teoría cinética,
¿quién tendrá sus partículas con una energía cinética media mayor? ¿Quién transferirá energía?
Solución:
La bañera de agua, porque la energía interna no sólo depende de la temperatura, sino también de la cantidad de
materia, y en este caso, aunque la temperatura del clavo al rojo vivo es mayor, la cantidad de materia es mucho
mayor en el caso del agua de la bañera.
El clavo de hierro al rojo vivo, porque al tener mayor temperatura, sus partículas tienen la energía cinética media
mayor.
La energía se transfiere desde el cuerpo que tiene sus partículas con mayor energía cinética media, en este caso,
el clavo al rojo vivo.
61 Un sistema realiza un trabajo de 400 J, sin variar su temperatura. ¿Cuál ha sido la variación de su energía
interna?
Solución:
W =  400 J ; Q = 0;
 U = 0 + (- 400 J) = - 400 J
62 ¿Qué cantidad de energía mediante calor, se necesita para fundir 0,25 kg de hielo que estén ya a la
temperatura de fusión?
Calor latente de fusión del hielo: 334 kJ/kg
Solución:
Hay que suministrar energía equivalente al calor latente de fusión:
E = m cf = 0,25 · 334 = 83,5 kJ
63 Contesta razonadamente a las siguientes cuestiones:
a) ¿Toda transferencia de energía lleva consigo un aumento de temperatura?
b) ¿Quién se dilata más los líquidos o los gases?
c) Si la temperatura de un gas permanece constante, ¿cómo varía su presión al disminuir el volumen?
d) Si se tiene un gas en un recipiente de paredes rígidas, ¿cómo varía la presión al aumentar la
temperatura?
Solución:
a) No. En los cambios de estado de las sustancias puras, al transferir energía la temperatura permanece
constante.
b) Los gases porque sus partículas están sometidas a fuerzas mucho menos intensas que en los líquidos.
c) Al disminuir el volumen aumentará de manera inversamente proporcional, la presión. Las partículas del gas
al reducir el espacio que ocupan, tendrán más choques con las paredes del recipiente que las contiene, lo
cual está relacionado con un aumento de presión.
d) Al aumentar la temperatura aumentará proporcionalmente la presión. Las partículas del gas al aumentar la
temperatura se moverán con mayor velocidad y como el volumen es el mismo, golpearán más veces las
paredes del recipiente, lo cual está relacionado con un aumento de presión.
64 a) El volumen de un gas a 20 ºC es de 10 litros. Si se mantiene la presión constante, ¿qué volumen
ocupará si se eleva su temperatura a 100 ºC?
b) Un gas está encerrado en un recipiente de paredes rígidas a 722 mm de presión y 15 ºC de
temperatura. ¿Qué presión ejercerá si la temperatura se eleva a 50 ºC?
Solución:
V0 V

T0
T
a) Si la presión es constante, se cumple:
10 L
V
10  373

 V=
 12,73 L
293 K 373 K
293
P0 P

T0 T
b) El recipiente rígido indica que el volumen es constante, y se cumple:
722 mm
722 mm =
 0,95 atm
760 mm/atm
0,95 atm
P
0,95  323

P=
 1,065 atm
288 K
323 K
288
65 Decir si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a) Todas las ondas mecánicas son longitudinales.
b) Todas las ondas electromagnéticas son transversales.
c) Todas las ondas transversales son electromagnéticas.
Solución:
a) Falsa. Las ondas mecánicas pueden ser a su vez, longitudinales o transversales.
b) Verdadera. Los campos eléctrico y magnético son perpendiculares a la dirección de propagación.
c) Falso. Muchas ondas transversales, por ejemplo en cuerdas, son mecánicas.
66 Dibuja una onda que tenga la mitad de amplitud pero doble longitud de onda que la siguiente.
Solución:
3
y (mm)
2
1
0
–1
–2
–3
x (m)
0
1
2
3
4
67 Un punzón golpea la superficie del agua con frecuencia 50 Hz y produce ondas circulares en una cubeta de
ondas. Si la distancia entre las crestas es de 24 mm, hallar la velocidad de propagación de estas ondas
sobre la superficie del líquido.
Solución:
La distancia entre crestas nos da la longitud de onda, luego:  = 0,024 m.
V = · f = 0,024 · 50 = 1,2 m/s
68 Decir si son verdaderas o falsas:
a) La reflexión es una propiedad común a todas las ondas.
b) Sin embargo, la refracción es una propiedad específica de la luz.
c) Las únicas superficies capaces de reflejar la luz se llaman espejos.
d) Cuando la luz cambia de medio sufre una variación en su velocidad.
Solución:
a) Verdadera.
b) Falsa
c) Falsa
d) Verdadera.
69 Decir si son verdaderas o falsas:
a) La luz blanca es una mezcla de ondas de distinta longitud de onda.
b) Sin embargo todas esas componentes tienen la misma frecuencia.
c) En el vacío la luz de cualquier color viaja a la misma velocidad.
d) Pero en un cristal, la luz de cada color viaja a distinta velocidad.
Solución:
a) Verdadera.
b) Falsa.
c) Verdadera.
d) Verdadera.
70 La galaxia más próxima a la nuestra se encuentra a dos mil billones de km. Si desde allí se emitiera un
programa de TV, ¿a qué velocidad viajaría la señal y qué tiempo le costaría llegar a nosotros?
Solución:
Todas las ondas electromagnéticas (y las ondas de TV lo son) viajan a velocidad “c”. Por tanto:
15
8
9
t = s/c = 2 000 · 10 / 3 · 10 = 6,67 · 10 s = 211,4 años.
71 ¿Podría oírse desde la Tierra una gigantesca explosión que tuviera lugar en la Luna? Razonar la respuesta.
Solución:
Por grande que fuera la explosión sería imposible oírla desde la Tierra. Ello no tiene nada que ver con la
sensibilidad del oído o la potencia de la misma sino que depende del hecho de que al haber espacio vacío entre
nosotros, el sonido no podría transmitirse.
72 Relacionar con flechas los conceptos de cada columna:
Intensidad
tono
timbre
bel
frecuencia
forma de la onda
Solución:
Emparejadas dos a dos sería:
Intensidad
timbre
frecuencia
bel
forma de la onda
tono
73 La siguiente ecuación expresa con muy buena aproximación la velocidad del sonido en aire seco, en
función de la temperatura:
v  20 T
con la temperatura en grados Kelvin.
Cuando decimos que el sonido se propaga a 340 m/s, ¿en qué circunstancias es válido?
¿Qué tiempo le cuesta recorrer la distancia Madrid-Zaragoza (325 km)?
Solución:
Si despejamos:
340  20 T
 340 
T 

 20 
2
T = 289 K = 273 + 16 ºC
Así pues, se trata de la velocidad del sonido en el aire a una temperatura de 16 ºC.
El tiempo que le cuesta recorrer la distancia Madrid-Zaragoza será:
s = v·t
325 000
340
t=
= 955,9 s (aproximadamente 16 minutos)
74 Localizar la afirmación correcta:
a) El núcleo es tan pequeño que no se descubrió su existencia hasta mediados de siglo.
b) El descubrimiento del núcleo atómico fue debido a Thomson.
c) El experimento que lo hizo posible fue el efecto fotoeléctrico.
d) El experimento que lo hizo posible fue el bombardeo de láminas de oro con partículas .
Solución:
La respuesta correcta es la d).
75 Comentar la siguiente frase, argumentando si es verdadera o no.
“Los niveles electrónicos se ocupan en orden de energía decreciente.”
Solución:
La frase se refiere a la forma en que los electrones van disponiéndose en los sucesivos niveles electrónicos, pero
es justamente al revés: de todos los niveles vacíos disponibles para el electrón, éste ocupa el de más baja energía
de todos (que es el más estable), de modo que ocupa los niveles en orden de energía creciente.
76 Completar la siguiente tabla de datos (consulta en la tabla periódica para saber el número atómico que
corresponde a un determinado elemento).
Electrones
Protones
Neutrones
Z
A
Notación
(átomo neutro)
118
79
37
85
235
92
U
Solución:
Protones
Neutrones
Electrones
(átomo neutro)
Z
A
79
118
79
79
197
197
79
Au
37
48
37
37
85
85
37
Rb
92
143
92
92
235
Notación
235
92
U
77 ¿Cuántos niveles o capas tienen los elementos del 5º período? ¿Cuál de todos ellos tiene más electrones?
Solución:
Los elementos del 5º período tienen ocupados, en distinta cuantía, 5 niveles. El que más electrones tiene,
lógicamente, es el gas noble de esa fila: Xe.
78 ¿Qué información se ofrece en la siguiente tabla periódica? Explicar su relación con la configuración
electrónica.
Solución:
De arriba abajo:
- Número atómico
- Símbolo del elemento.
- Masa atómica.
- Configuración electrónica por capas: primer nivel (2 electrones), segundo nivel (8 electrones), tercer nivel (5
electrones).
Lo mismo para el arsénico, donde se observa que tiene ocupado un nivel más.
79 A qué elementos corresponde la descripción siguiente:
a) Alcalinos, período 7.
b) Tiene un protón menos que el último elemento de los halógenos.
c) Tiene nombre de Asterix y Obelix y es de los térreos o boroideos.
d) Metal de transición, líquido.
e) Nitrogenoideos, tóxico, 4º período.
f) Metal de transición, grupo 6, filamento de bombillas.
Solución:
a) Fr
b) Po
c) Ga
d) Hg
e) As
f) W
80 El número de oxidación de un elemento en un compuesto se puede deducir considerando que la suma
total de los números de oxidación ha de ser cero.
Ej.: nº de oxidación del azufre en ácido sulfúrico:
+1 x -2
H2SO4: 1 · 2 + x + 4 · (-2) = 0
De donde sale: x = 6.
Deducir los siguientes números de oxidación:
a) del Cu en CuCO3
b) del P en SrHPO4
c) del S en H2SO3
Solución:
a) +2
b) +5
c) +4
81 Al hacer una clasificación de las sustancias y sus propiedades se nos han descolocado los bloques de
información y se han mezclado. Corregir el siguiente cuadro y ponerlo bien.
SUSTANCIAS IÓNICAS
COVALENTES
METÁLICAS
B. Casi todos los gases y
A. Todos son sólidos
C. Todos son sólidos a
líquidos pertenecen a este
menos uno que es líquido.
temperatura ambiente.
grupo.
D. Su temperatura de fusión
F. Su temperatura de fusión
E. Su temperatura de fusión
suele estar muy por debajo
suele estar por encima de
es muy variada.
de 300 ºC.
300ºC.
G. No conducen la
I. No conducen en estado
electricidad por lo general
H. Conducen la electricidad.
sólido pero sí disueltos en
en ninguna circunstancia.
agua.
Ej. sodio, plata
Ej. azufre, amoniaco
Ej. nitratos, cloruros.
Solución:
SUSTANCIAS IÓNICAS
C
F
I
Ej. nitratos, cloruros.
COVALENTES
B
D
G
Ej. azufre, amoniaco
METÁLICAS
A
E
H
Ej. sodio, plata
82 Escribe en cada casilla el tipo de enlace que se formará al combinarse cada elemento de una fila con el
correspondiente de la columna.
Cl
H
O
Pt
Cl
Si
O
Pt
Solución:
Cl
covalente
covalente
covalente
iónico
Cl
Si
O
Pt
H
covalente
covalente
covalente
iónico
O
covalente
covalente
covalente
iónico
Pt
iónico
iónico
iónico
metálico
83 Escribir y ajustar la ecuación química que corresponde al siguiente texto:
a) El nitrógeno y el hidrógeno reaccionan para dar amoniaco.
b) cuando el cobre se oxida en presencia de aire, se forma óxido de cobre (II).
c) En la combustión de butano (C4H10) se forma anhídrido carbónico y agua.
Solución:
a) N2 + 3 H2 → 2 NH3
b) Cu + ½ O2 → CuO
c) C4H10 + 13/2 O2 → 4 CO2 + 5 H2O
84 a) Se sabe que 8 g de azufre reaccionan con 14 g de hierro para dar sulfuro ferroso. ¿Cuántos gramos se
obtienen? ¿Qué ley utilizas para deducirlo?
b) ¿En qué proporción reaccionan? ¿Cuánto azufre reacciona con 1 g de hierro?
Solución:
Se obtienen 22 g, utilizando la ley de conservación de la masa de Lavoisier.
Reaccionan en la proporción:
8 g de S
14 g de Fe
= 0,57 g de S por cada gramo de hierro.
85 Se trata sulfato férrico con hidróxido sódico obteniéndose un precipitado (↓) de hidróxido férrico y
además tetraoxosulfato (VI) de sodio.
a) Escribir la reacción y ajustarla. ¿Qué significa el símbolo (↓)?
b) Si al pesar el precipitado limpio y seco, se han obtenido 21,2 g, ¿cuánto sulfato férrico había?
Solución:
a) Fe2(SO4)3 + 6 NaOH → 2 Fe(OH)3 (↓) + 3 Na2SO4
El símbolo (↓) significa que dicho compuesto no es soluble en agua y precipita en el fondo del vaso en forma de
sólido insoluble.
b) Al pesar el sólido formado se obtiene:
21,2 g/106,8 = 0,2 moles
Según el ajuste significa que hemos partido de 0,1 moles de sulfato, es decir unos 39,96 g.
86 Hemos puesto un trozo de sodio en agua y ha reaccionado violentamente desprendiendo hidrógeno. ¿Se
ha oxidado o reducido el sodio?
Solución:
sodio se oxida ya que pasa a la disolución como ión positivo.
87 Generalmente habrás comprobado en tu experiencia cotidiana que las sustancias se disuelven mejor en
caliente que en frío.
a) Analiza los siguientes datos y extrae una conclusión:
SOLUBILIDAD (gramos de soluto /litro de agua a 1 atm)
O2
CO2
0 ºC
0,07
3,3
10 ºC
0,04
1,7
40 ºC
0,03
1
60 ºC
0,02
0,6
b) ¿Cuántos gramos de CO2 se desprenden de una garrafa de 5 litros de bebida carbónica al subir la
temperatura de 20º a 40º?
Solución:
En la tabla se observa que la solubilidad de los gases, al contrario que la mayoría de los sólidos, disminuye con
la temperatura.
En este caso vemos que hay 1,7 g/litro de dióxido de carbono disuelto a 20 ºC. Al aumentar a 40 ºC sólo queda 1
g/litro, es decir que se han ido 0,7 g/litro. Se desprenderán en total: 0,7 · 5 = 3,5 gramos.
88 Se dispone de unas aguas residuales de laboratorio que contienen nitrato de oro (I) de concentración 0,002
M y se quiere saber si vale la pena recuperarlas. ¿Qué cantidad máxima de oro se puede sacar de 1,2 litros
de esas aguas?
Solución:
V · M = 1,2 · 0,002 = 0,024 moles de nitrato de oro.
0,024 · 259 = 6,216 g
Para calcular la cantidad de oro veamos la parte de oro que hay en el nitrato:
En 259 g de nitrato hay 197 g de oro,
En 6,216 g habrá “x” gramos de oro.
De donde sale: 4,73 g. de Au.
89 Calcular la composición centesimal del agua.
Datos: H: 1; O: 16.
Solución:
La molécula del agua es H2O y su masa molecular es: m agua = 2 · 1 + 16 = 18
2 ·1
18
H:
· 100 = 11,1 %
16
18
O:
· 100 = 88,9 %
90 Calcular la composición centesimal del ácido sulfúrico.
Datos: H: 1; O: 16; S: 32
Solución:
La molécula del ácido sulfúrico es H2SO4 y su masa molecular es: m sulf = 2 · 1 + 32 + 16 · 4 = 98
2 ·1
98
H:
· 100 = 2,0 %
16 · 4
98
O:
· 100 = 65,3 %
32
98
S:
· 100 = 32,7 %
91 Un compuesto tiene una proporción de elementos de 7,4 % de H, 26,2 % de N y 66,4 % de Cl. Indicar de qué
compuesto se trata.
Datos: H: 1; N: 14; Cl: 35,5.
Solución:
Se divide cada porcentaje entre la masa de cada elemento:
7,4 %
 0,074
1
H:
26,2 %
 0,0187
14
O:
66,4 %
 0,0187
35,5
Cl:
Se dividen los números obtenidos entre el valor más pequeño.
0,074
4
0,0187
H:
0,0187
1
0,0187
N:
0,0187
1
0,0187
Cl:
La fórmula del compuesto será: NH4Cl
92 Observa el siguiente esquema energético. ¿Se trata de un proceso endotérmico o exotérmico? Escribe
su reacción química.
Solución:
EXOTÉRMICO. El contenido energético de los productos es menor que el de los reactivos por lo que el proceso
es energéticamente favorable y en él se desprenderá energía.
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O + Energía
93 Dibuja el esquema energético para la reacción siguiente y explicarlo.
MnO2 (s) + 134 kJ → MnO (s) + ½ O2 (g)
Solución:
El esquema energético sería el de un proceso endotérmico. El dióxido de manganeso necesita 134 kJ de energía
para disociarse en monóxido de manganeso y oxígeno.
94 En el intestino, el almidón que ingerimos se descompone en glucosa (C6H12O6). La sangre la transporta a
las células de los tejidos donde reacciona con oxígeno para dar anhídrido carbónico y agua.
a) Escribir la reacción de combustión de la glucosa.
b) Sabiendo que cada gramo de glucosa suministra una energía de 15,6 kJ, ¿cuál es el balance
energético por mol?
c) ¿Cuántos litros de O2 medidos en C.N. se necesitan para producir 14 000 kJ?
Solución:
a) C6H12O6 + 6 O2  6 CO2 + 6 H2O
b) 1 mol son 180 g. Energía desprendida por mol: 180 · 15,6 = 280,8 kJ/mol
c) 14 000/280,8 = 49,86 moles
Necesitan: 48,96 · 6 = 299,1 moles de O2.
Es decir: 299,1 · 22,4 = 6 700,85 litros.
95 Los gráficos siguientes corresponden a:
A) una reacción exotérmica rápida.
B) una reacción exotérmica lenta.
C) una reacción endotérmica rápida.
¿Cuál corresponde a cual?
Solución:
El orden de los gráficos conforme a los procesos es: C), A), B).
96 Aunque no es una ley universal, por lo general podemos decir, referente a la velocidad de una reacción,
que en la mayoría de los procesos químicos:
a) Al aumentar la concentración de los reactivos ________________________________.
b) Al disminuir la temperatura ___________________________.
c) Al triturar o trocear los reactivos __________________________________.
d) Si aparecen catalizadores negativos _________________________.
Solución:
a) Al aumentar la concentración de los reactivos AUMENTA la velocidad de reacción.
b) Al disminuir la temperatura DISMINUYE la velocidad de reacción.
c) Al triturar o trocear los reactivos AUMENTA la velocidad de reacción.
d) Si aparecen catalizadores negativos DISMINUYE la velocidad de reacción.
97 Al reaccionar unas virutas de magnesio con ácido clorhídrico diluido se desprende hidrógeno, que se
recoge sobre un tubo. El volumen de hidrógeno desprendido cambia en función del tiempo de este
modo:
tiempo (s)
0
20
40
60
volumen (cc)
0
12
21
33
a) Calcula la velocidad media de la reacción en centímetros cúbicos de hidrógeno por segundo, durante
los primeros 40 s.
b) ¿Cuál será la velocidad en gramos/s durante todo el primer minuto? (Suponer C.N.)
Solución:
21 cm 3
40 s
3
a) velocidad =
= 0,525 cm de H2/s.
3
b) Durante todo el primer minuto ha desprendido 33 cm , es decir: 0,033 litros.
0,033
22,4
-3
En moles en C.N. son:
= 1,47·10 moles de H2.
-3
-3
Es decir: 1,47·10 · 2 = 2,94·10 gramos.
3
2,94 · 10 g
60 s
La velocidad queda:
-5
= 4,9·10 g/s.
98 De qué manera se puede expresar la velocidad de la siguiente reacción química:
HCl (aq) + Mg (s) → MgCl2 (aq) + H2 (g)
Solución:
Se podría poner:
volumen H 2 desprendido gramos o moles Mg consumido
v

tiempo transcurrido
tiempo transcurrido
99 Tenemos una disolución de nitrato de plata y se introduce en ella una lámina de cobre.
a) La disolución era inicialmente incolora y se va tornando azul. ¿Por qué?
b) La lámina de cobre se oscurece. ¿Por qué?
c) Escribir los procesos redox que tienen lugar.
d) Explicar en qué consiste el plateado de un metal.
Solución:
a) Los iones cobre pasan a la disolución y la colorean de azul (color que adoptan muchas sales de cobre).
b) La lámina de cobre se oscurece porque se recubre de plata reducida.
2+
c) Cu - 2e → Cu
+
Ag + 1e → Ag
d) Consiste en recubrir un objeto metálico de una fina capa de plata metálica. Se hace mediante electrólisis de una
disolución de nitrato de plata en la que el cátodo es el objeto que se desea recubrir. El nombre genérico del
proceso es “galvanostegia”.
10 Calcular la composición centesimal del agua oxigenada.
0 Datos: H: 1; O: 16.
Solución:
La molécula del agua es H2O2 y su masa molecular es: m agua ox = 2 · 1 + 2 · 16 = 34
2 ·1
34
H:
· 100 = 5,9 %
2 · 16
34
O:
· 100 = 94,1 %