FÍSICA Y QUÍMICA. 3º ESO LA MATERIA Y SUS ESTADOS CAMBIOS DE ESTADO Y PROPIEDADES DE LOS SISTEMAS
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- Nicolás Plaza Alcaraz
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1 FÍSICA Y QUÍMICA. 3º ESO LA MATERIA Y SUS ESTADOS CAMBIOS DE ESTADO Y PROPIEDADES DE LOS SISTEMAS 1. En qué proceso un líquido se convierte en gas? a) Fusión. b) Vaporización. c) Condensación. d) Sublimación. En qué proceso un líquido se convierte en sólido? a) Solidificación. b) Condensación. c) Sublimación regresiva. d) Fusión. 2. Explica cuál es la diferencia entre el fenómeno de ebullición y el fenómeno de evaporación. 3. Por qué mientras se está produciendo la ebullición de un líquido la temperatura NO cambia a pesar de que estamos calentando? 4. En muchas mañanas frías de invierno (o en sus noches) es frecuente observar que el aliento que expulsamos por la boca lo hace 'en forma de nube blanquecina'. Por qué sucede esto? 5. Cierta sustancia, posee un punto de fusión de -110 ºC y un punto de ebullición de 6ºC. Explica en qué estado físico se encontrarán 10 g de esta sustancia en un recipiente que está a (1) -80 ºC; (2) 0º C; (3) 14ºC. 6. Un recipiente contiene agua en estado de vapor. Qué hay entre las partículas de vapor? 7. Observa la gráfica temperatura/tiempo que se ofrece en la figura, en la que se sabe que la sustancia con la que se está trabajando estaba inicialmente a 950 ºC y que se finaliza el proceso a los -180ºC. a) Expresa la temperatura final del proceso en la escala kelvin. b) Sabemos que el punto de fusión de esta sustancia es de -210 ºC, y el punto de ebullición es de 180 ºC. Qué transformación física ha tenido lugar en el proceso que se observa en la gráfica?. c) Explica en qué estado se encontrará la sustancia al final de los 20 minutos del experimento. 8. Completa el siguiente esquema indicando los nombres de todos los cambios de estado marcados: T ºC tiempo (min) 9. Tenemos una sustancia que, a la temperatura de 15ºC y a la presión atmosférica, es sólida. La ponemos en un recipiente y la calentamos hasta que pasa al estado líquido. Durante la experiencia se mide la temperatura del recipiente cada dos minutos y se obtiene; Tiempo (min) Temperatura (ºC) , a) Construye la gráfica temperatura-tiempo y coloca en cada tramo de la gráfica los comentarios que creas oportunos referentes al estado de agregación de la sustancia y los cambios que experimenta. b) A qué temperatura funde la sustancia? Qué tiempo tarda en empezar a fundir la sustancia? 10. Los datos siguientes corresponden a dos sustancias diferentes A y B: A P.F (ºC) 10 P.E (ºC) 150 Indica el estado de agregación de cada una de las sustancias a las siguientes temperaturas: -25 ºC; 0 ºC; 15 ºC y 200 ºC. Expresa el resultado en forma de una tabla. B -20-3
2 11. En la siguiente tabla se muestran las temperaturas de fusión y de ebullición de varias sustancias. Indica el estado de agregación a temperatura ambiente del hierro, mercurio y del amoniaco. 12. Observa la gráfica y contesta a las siguientes preguntas. a. La temperatura de fusión es de..ºc b. La temperatura de ebullición es de ºC c. La temperatura de solidificación es de.ºc d. La temperatura de condensación es de.. ºC e. Indica el estado físico en que se encuentra a las siguientes temperaturas: 25ºC 90ºC 110ºC -10ºC -90ºC 13. Observa la gráfica y contesta a las siguientes preguntas. a. La temperatura de fusión es de..ºc b. La temperatura de ebullición es de ºC c. La temperatura de solidificación es de.ºc d. La temperatura de condensación es de.. ºC e. Indica el estado físico en que se encuentra a las siguientes temperaturas: -35ºC -10ºC 10ºC 30ºC 14. La siguiente gráfica muestra el calentamiento de una sustancia pura. A partir de la gráfica, responde a las siguientes cuestiones: a) Qué sucede en cada uno de los tramos? b) Cuál es la temperatura de fusión y la temperatura de ebullición de la sustancia? c) De qué sustancia se trata?
3 1. En qué proceso un líquido se convierte en gas? a) Fusión. b) Vaporización. c) Condensación. d) Sublimación. En qué proceso un líquido se convierte en sólido? a) Solidificación. b) Condensación. c) Sublimación regresiva. d) Fusión. 2. Explica cuál es la diferencia entre el fenómeno de ebullición y el fenómeno de evaporación. Evaporación. Es lenta. Se da en la superficie de los líquidos. A cualquier temperatura. Ebullición. Es rápida. Se da en todo la masa de los líquidos. A una temperatura determinada. 3. Por qué mientras se está produciendo la ebullición de un líquido la temperatura NO cambia a pesar de que estamos calentando? Porque la energía que le damos se emplea en el cambio de estado. La temperatura de un líquido nos indica lo rápido que se mueven sus moléculas y en el cambio de estado de líquido a gas, las con suficiente velocidad escapan del líquido y por tanto no aumentan la velocidad media de las moléculas del líquido. 4. En muchas mañanas frías de invierno (o en sus noches) es frecuente observar que el aliento que expulsamos por la boca lo hace 'en forma de nube blanquecina'. Por qué sucede esto?. Al salir el aliento al exterior, el vapor de agua se enfría y por tanto sus moléculas se mueven más despacio. Al ocurrir esto se juntan, formando grupos mayores, que podemos ver a simple vista. 5. Cierta sustancia, posee un punto de fusión de -110 ºC y un punto de ebullición de 6ºC. Explica en qué estado físico se encontrarán 10 g de esta sustancia en un recipiente que está a (1) -80 ºC (2) 0º C (3) 14ºC (1) -80 ºC líquida. Puesto que -110 ºC funde y está líquida hasta alcanzar ebullición a los 6 ºC (2) 0º C líquida. Puesto que todavía no hemos alcanzado la temperatura de ebullición (6 ºC) (3) 14ºC gas. Puesto que 6 ºC hierve y por tanto estamos por encima de la temperatura de ebullición. 6. Un recipiente contiene agua en estado de vapor. Qué hay entre las partículas de vapor? Nada. Espacio vacío. 7. Observa la gráfica temperatura/tiempo que se ofrece en la figura, en la que se sabe que la sustancia con la que se está trabajando estaba inicialmente a 950 ºC y que se finaliza el proceso a los -180ºC. a) Expresa la temperatura final del proceso en la escala kelvin. Para pasar de la escala centígrada a la escala Kelvin, se suman 273, por ello: = 93 K T ºC b) Sabemos que el punto de fusión de esta sustancia es de -210 ºC, y el 200 punto de ebullición es de 180 ºC. Qué transformación física ha tenido lugar en el proceso que se observa en la gráfica? tiempo (min)
4 Hay que tener en cuenta dos aspectos: - El primero es que la meseta (línea horizontal) está a unos 180 ºC, y a esta temperatura se da la ebullición, por tanto el paso puede ser de líquido a gas o de gas a líquido. - Segundo, al descender la temperatura (es una gráfica de enfriamiento), el cambio de estado será de gas a líquido. Por tanto, el cambio de estado se denomina condensación. c) Explica en qué estado se encontrará la sustancia al final de los 20 minutos del experimento. Líquido, puesto que a 180 ºC pasó de sólido a líquido y hasta los -210 ºC no se solidificará. 8. Completa el siguiente esquema indicando los nombres de todos los cambios de estado marcados: 9. Tenemos una sustancia que, a la temperatura de 15ºC y a la presión atmosférica, es sólida. La ponemos en un recipiente y la calentamos hasta que pasa al estado líquido. Durante la experiencia se mide la temperatura del recipiente cada dos minutos y se obtiene; Tiempo (min) Temperatura (ºC) , a) Construye la gráfica temperatura-tiempo y coloca en cada tramo de la gráfica los comentarios que creas oportunos referentes al estado de agregación de la sustancia y los cambios que experimenta. b) A qué temperatura funde la sustancia? Qué tiempo tarda en empezar a fundir la sustancia? Según se ve en la gráfica el cambio de estado es a 60ºC. En cuanto al tiempo que tarda en empezar a fundir es de 8 minutos, puesto que a los 8 minutos, empieza el cambio de estado. 10. Los datos siguientes corresponden a dos sustancias diferentes A y B: A P.F (ºC) 10 P.E (ºC) 150 Indica el estado de agregación de cada una de las sustancias a las siguientes temperaturas: -25 ºC; 0 ºC; 15 ºC y 200 ºC. Expresa el resultado en forma de una tabla. B Por tanto para la sustancia A: - Por debajo de 10ºC estará sólida. - Entre 10 ºC y 150ºC estará líquida. - Por encima de 150 ºC estará como gas.
5 Para la sustancia B: - Por debajo de -20ºC estará sólida. - Entre -20 ºC y -3 ºC estará líquida. - Por encima de -3 ºC estará como gas. Resumiéndolo en una tabla: -25 ºC 0 ºC 15 ºC 200 ºC Sustancia A SÓLIDA SÓLIDA LÍQUIDA GAS Sustancia B SÓLIDA GAS GAS GAS 11. En la siguiente tabla se muestran las temperaturas de fusión y de ebullición de varias sustancias. Indica el estado de agregación a temperatura ambiente del hierro, mercurio y del amoniaco. 12. Observa la gráfica y contesta a las siguientes preguntas. En la gráfica podemos apreciar dos mesetas (tramos horizontales). Como la gráfica es descendente, se trata de una gráfica de enfriamiento. Por ello el primer tramo horizontal, será el cambio de estado de gas a líquido, y el segundo tramo horizontal será el cambio de estado de líquido a sólido. De ello deducimos que: a. La temperatura de fusión es de -70 ºC b. La temperatura de ebullición es de 85 ºC c. La temperatura de solidificación es de -70 ºC d. La temperatura de condensación es de 85. ºC e. Indica el estado físico en que se encuentra a las siguientes temperaturas: 25ºC 90ºC 110ºC -10ºC -90ºC Por tanto para esta sustancia: - Por debajo de -70ºC estará sólida. - Entre -70 ºC y 85ºC estará líquida. - Por encima de 85 ºC estará como gas. Resumiéndolo en una tabla: 25 ºC 90 ºC 110 ºC -10 ºC -90 ºC Sustancia A LÍQUIDA GAS GAS LÍQUIDA SÓLIDA
6 13. Observa la gráfica y contesta a las siguientes preguntas. En la gráfica podemos apreciar dos mesetas (tramos horizontales). Como la gráfica es ascendente, se trata de una gráfica de calentamiento. Por ello el primer tramo horizontal, será el cambio de estado de sólido a líquido, y el segundo tramo horizontal será el cambio de estado de líquido a gas. De ello deducimos que: a. La temperatura de fusión es de -30 ºC b. La temperatura de ebullición es de 20 ºC c. La temperatura de solidificación es de -30 ºC d. La temperatura de condensación es de 20 ºC e. Indica el estado físico en que se encuentra a las siguientes temperaturas: -35ºC -10ºC 10ºC 30ºC Por tanto para esta sustancia: - Por debajo de -30ºC estará sólida. - Entre -30 ºC y 20ºC estará líquida. - Por encima de 20 ºC estará como gas. Resumiéndolo en una tabla: -35 ºC -10 ºC 10 ºC 30 ºC Sustancia A SÓLIDA LÍQUIDA LÍQUIDA GAS 14. La siguiente gráfica muestra el calentamiento de una sustancia pura. A partir de la gráfica, responde a las siguientes cuestiones: a) a) Qué sucede en cada uno de los tramos? b) Cuál es la temperatura de fusión y la temperatura de ebullición de la sustancia? c) De qué sustancia se trata? b) De la gráfica de deduce que la temperatura de fusión es de 0ºC y la de ebullición es de 100 ºC c) La sustancia es agua. Puesto que dichos puntos de fusión y ebullición son una propiedad característica y específica del agua.
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