I.E.S. CIRVIÀNUM 4t.E.S.O. - xtec.cat 4t-2008.pdf · La física és una ciència que estudia les forces en què interactuen els cossos, des de ... La física és una ciència experimental

I.E.S. CIRVIÀNUM 4t.E.S.O.

ies cirviànum seminari de física i química

1

TEMA 0 .- QUÈ ÉS LA FÍSICA ?

1.- Què és la física ?

2.- Fenòmens físics i químics

3.- Les magnituds físiques i la seva mesura

3.1 Sistema Internacional d’unitats

3.2 Transformació d’unitats

4.- El mètode científic : les seves etapes .


2

1.- QUÈ ÉS LA FÍSICA ? La física és una ciència que estudia les forces en què interactuen els cossos, des de

les partícules més petites fins a les galàxies d’estrelles que formen l’univers. El seu

objectiu és explicar el perquè d’aquests fenòmens i predir-ne el comportament

mitjançant lleis matemàtiques.

També tracta de com s’utilitzen les forces i l’energia en el nostre món. Així, estudia el

moviment , la gravitació, les ones, l’electricitat i el magnetisme.

La física és una ciència experimental i teòrica. Per exemple, l’observació dels astres

indica que els astres es mouen. Aquest moviment es pot explicar mitjançant les lleis

de Newton del moviment i la teoria de la gravitació universal

En les experiències , la mesura de les magnituds o les propietats té una importància

cabdal.

Hi ha diversos sistemes d’obtenir coneixement : la màgia i la ciència.

A totes les societats , ja siguin primitives o bé molt desenvolupades, hi ha moltes

persones de diversa procedència social que consulten ocasionalment: mags,

curanderos i astròlegs per trobar solucions als seus desitjos i sofriments, o per

conèixer allò que els oferirà el futur.

La màgia i l’astrologia ofereixen una visió del món centrada en l’ésser humà

mitjançant la qual les persones troben consol a les seves angoixes i les seves

inquietuds.

En canvi, el pensament científic proporciona una manera diferent d’obtenir

coneixement, més costosa , lenta i incòmoda, però amb uns resultats més fiables.

LA CIÈNCIA NO ENS DIU COM HEM DE VIURE, PERÒ ENS AJUDA A COMPRENDRE LA DIVERSITAT DEL MÓN NATURAL MITJANÇANT UN COJUNT LIMITAT DE LLEIS

2.- FENÒMENS FÍSICS I QUÍMICS

Si observem al voltant nostre , podem apreciar multitud de FENÒMENS ,és a dir,

canvis que es produeixen en els cossos materials

En els processos en els quals no ha canviat la naturalesa de les substàncies ni se

n’han format unes altres de noves , els anomenem FENÒMENS FÍSICS.


3

En els processos en els quals sí que ha canviat la naturalesa de les substàncies o se

n’han format unes altres de noves, els anomenem FENÒMENS QUÍMICS.

La FÍSICA és la ciència que estudia els fenòmens físics, és a dir, aquells en

què les substàncies no modifiquen la seva composició ni es transformen en

unes altres de noves.

COM DEFINIRIES A LA QUÍMICA ?.....................

3.- LES MAGNITUDS FÍSIQUES I LA SEVA MESURA .

Una magnitud física és tota propietat dels cossos que pot ser mesurada. Per mesurar una magnitud física en comparem el valor amb una referència que

anomenem UNITAT DE MESURA. Per exemple, si l’automòbil té una llargària de

4,05 m , significa que té una llargària 4,05 vegades més gran que la unitat de longitud

emprada, el metre.

EX: longitud 4,05 metres l= 4,05 m

l...símbol de la longitud , m ... símbol de la unitat.

Una mesura es sempre un nombre i una unitat. Per expressar el valor de qualsevol

magnitud , s’ha d’indicar sempre la unitat utilitzada.

3.1.- SISTEMA INTERNACIONAL D’UNITATS .

Per resoldre el problema que suposava la utilització d’unitats diferents en diversos

llocs del món, en la XI Conferència General de Pesos i Mesures (Paris,1960) es va

establir el Sistema Internacional d’Unitats (SI) . Per fer-ho es va actuar de la següent

manera :

En primer lloc, es van elegir les magnituds bàsiques i la unitat corresponent a

cada magnitud bàsica.

A partir d’aquestes , es van definir les magnituds derivades i la unitat

corresponent a cada magnitud derivada.

En el quadre següent pots veure les magnituds bàsiques del Sistema

Internacional , la unitat de cadascuna i l’abreviatura que s’utilitza per a

representar-la.


4

Magnitud unitat abreviatura Longitud metre m Massa quilogram kg Temps segon s

Intensitat del corrent ampère A temperatura kelvin K

Intensitat lluminosa candela cd Quantitat de substància mol mol

3.2.TRANSFORMACIÓ D’UNITATS

Per operar fàcilment amb les magnituds físiques, és aconsellable de :

• expressar les quantitats en notació científica

• transforma unes unitats en unes altres.

NOTACIÓ CIENTÍFICA.- consisteix a escriure cada nombre per mitjà d’una part

entera d’una sola xifra no nul.la, una part decimal i una potència de 10 d’exponent

enter.

MAGNITUD QUANTITAT NOTACIÓ CIENTÍFICA Distància màxima de la Terra al Sol

152 100 000 000 m 1,521.1011 m

Massa de l’electró 0,0000000000000000000000009109534 kg

9,109534.10-25 kg

Distància mínima de la Terra a la Lluna

356 400 000 m 3,564.108 m

L’ús de la notació científica permet d’expressar còmodament quantitats molt grans o

molt petites i facilita els càlculs en els quals intervenen aquestes quantitats.

Transformació d’unitats.- per transformar unes unitats en unes altres fem servir els

factors de conversió. Un factor de conversió és una fracció igual a u que expressa

l’equivalència entre dues unitats.

4.- EL MÈTODE CIENTÍFIC

Els coneixements que la humanitat posseeix actualment sobre les diverses ciències

de la naturalesa es deuen sobretot al treball d’investigació dels científics . El

procediment que utilitzen en la seva feina és el que anomenem mètode científic.

...........desprès de tantes explicacions i de tanta feina que he fet ha arribat el

moment que tu m’ajudis una mica. Busca en què consisteix aquest mètode de

treball que utilitzem tots els científics.

L’has de presentar escrit a l’ordinador i segurament desprès el podràs explicar a

tota la classe.


5

ACTIVITATS TEMA 0 1.- Indica raonadament si els fets esmentats a continuació són fenòmens físics (F) o químics (Q) . a) La formació de l’arc de Sant Martí un dia de pluja b) L’evaporació de l’aigua dels rius i el mar c) El reflex dels arbres de la ribera a l’aigua del riu d) L’erosió de les roques per l’acció de l’aire i de l’aigua e) La dissolució de sal a l’aigua f) La combustió del butà en una estufa g) L’escalfament elèctric d’una estufa o un fogó h) L’encesa d’una bombeta 2.- Assenyala quines d’aquestes propietats dels objectes es poden considerar magnituds físiques : mida, color, simpatia, olor, utilitat, massa. 3.- Quines d’aquestes característiques dels objectes es poden considerar magnituds físiques: a) la massa i la perillositat b) la utilitat i la longitud c) el volum i la densitat d) el color i la bellesa 4.- Explica perquè el pas del gel a aigua és un fenomen químic 5.- Expressa els nombres següents en notació científica: a) 5720 b) 53 000 000 000 c) 527 380 000 000 d) 0,0027 e) 0,0000741 e) 0 ,0000000000096 6.- Escriu els nombres següents amb totes les xifres. a)5.75•104 c) 4,39 •10-3 e) 2,16 • 10-12

b)6,37•107 d) 9,5•10-8 f) 3,115 • 1011 7.- Expresseu en unitats sense cap mena de prefix les quantitas següents: a) 4,26 mm b) 8500 kg c) 200 fs (femtosegons) d) 50 μA (microAmpère) e) 47 nC (nanocoulombs) f) 0,39 MN (megaNewtons) ( Busqueu aquests prefixos per internet o en llibres de física , mates, tecno....) 8.- Féu aquests canvis d’unitats: a) 5 hg = g 1/2000 nm = pm b) 4.107 pm= Gm 1/500 mm3 = m3


6

9.- Les següents unitats no pertanyen al SI. Expressa la seva equivalència amb les unitats del sistema internacional : litre, gram, any , Km/h.

10.- Efectua els següents canvis d’unitats. (per factors de conversió) a) 850 m, a mm e) 90 km/h, a m/s b) 1997 setmanes, a min f) 50 m/s, a km/h c) 580000V a mV g) 150cm3 a m3 d) 386540 g a kg h) 760 kg/m3, a g/cm3

MÚLTIPLES I SUBMÚLTIPLES DE LES UNITATS DEL SI

PREFIX SIMBOL FACTOR PREFIX SIMBOL FACTOR

exa- E

1018 deci- d 10-1

peta- P 1015 centi- c 10-2 tera- T 1012 mil·li- m 10-3 giga- G 109 micro- μ 10-6

Mega- M 106 nano- n 10-9 quilo- k 103 pico- p 10-12 Hecto- h 102 femto- f 10-15 deca- da 101 atto- a 10-18


7

TEMA 1.- EL MOVIMENT

1.Descripció del moviment

1.1 Moviment

1.2 Posició

1.3 Trajectòria

1.4 Temps

2. Desplaçamentt i velocitat en el moviment rectilini

2.1 moviment rectilini

2.2 desplaçament

2.3 velocitat

3. Moviment rectilini uniforme

3.1 MRU

3.2 Representacions gràfiques del MRU

4. Acceleració

4.1 acceleració mitjana

4.2 acceleració instantània

5. Moviment rectilini uniformement accelerat

5.1 MRUA

5.2 representacions gràfiques del MRUA

6. Encontre de mòbils

6.1 Encontre de dos mòbils amb MRU

6.2 Encontre de dos mòbils , l’un amb MRU i l’altre amb MRUA

7. Moviments en vertical . Caiguda lliure

7.1 Característiques del moviment en vertical

7.2 Equacions del moviment en vertical


8

ACTIVITATS TEMA 1 1.- Quan es diu que un objecte està en moviment ? 2.- Què és la trajectòria ? 3.- Què és el desplaçament ? 4.- Què vol dir que un moviment és rectilini ? I si és circular ? 5.- Què indica la velocitat d’un mòbil ? 6.- Indica com es calcula la velocitat d’un mòbil 7.- Calcula la velocitat mitjana a què deuen haver anat els atletes que, en diversos Jocs Olímpics, han recorregut les distancies que es mostren tot seguit en els temps que s’hi assenyalen :

a) 100 m en 9,84 s b) 200 m en 19,32 s c) 400 m en 43,49 s d) 800 m en 1 min i 42,58 s e) 1500 m en 3 min i 32,53 s

8.- Si un cotxe circula per una carretera rectilínia amb una velocitat constant de 60 km/h , quin espai haurà recorregut en 5 min ? En quina posició estarà al cap de 30 min ? 9.- El so va a 340 m/s , i la llum a 300 000 km/s. Quina distància recorreran en 5 s ? 10.- Si un avió vola en línia recta a una velocitat de 300 km/h , quin desplaçament efectuarà en 1 hora i mitja ? 11.- Un mòbil va a una velocitat constant de 2 m/s. Omple la taula següent amb la posició en què es troba el mòbil en els temps indicats : Temps (s) 1 2 3 4 5 6 Posició (m) Representa les dades obtingudes per a la posició a l’eix Y i els temps a l’eix X . Uneix els punts. Descriu el gràfic que en resulta. 12.- Indica quin és el sistema de referència del moviment que es menciona en cadascuna de les frases següents .

a) La Terra es mou al voltant del Sol b) Una llanxa s’acosta al transatlàntic c) El tren està corrent molt

13.- Un passatger d’un tren que circula a gran velocitat afirma que “els arbres passen molt de pressa per la finestra “. És correcta aquesta afirmació ? Quin sistema de referència està utilitzant el passatger del tren ?


9

14.- Coneixent les posicions inicials (x1) i les finals (x2) d’un mòbil, calcula’n el desplaçament en els casos següents : a) x1= 0 m x2 = 230 m b) x1 = 50 m x2 = 170 m c) x1 = 2500 m x2 = 800 m d) x1= 300 m x2 = 0 m e) x1 = -800 m x2 = -550 m 15.- Un mòbil que es desplaça amb moviment rectilini uniforme es troba en la posició x0 = 140 m en l’instant t=0 , i en la posició x= 300 m en l’instant t= 20 s Quina és la velocitat entre els instants 0 i 20 s Expressa el resultat en m/s i en km/h 16.- Un persona es desplaça des d’un punt A cap a un altre punt B, amb un moviment rectilini i uniforme i a una velocitat de 5 m/s. Escriu l’equació del moviment i calcula a quina distància de punt A es trobarà al cap de 7 s. 17.- Un mòbil es desplaça damunt d’una recta amb un moviment uniforme. En l’instant t=0 , la seva posició és x0= 800m En l’instant t=15s es troba en la posició x = 320 m Calcula la velocitat del mòbil. Quina serà la seva posició per a t= 20 s ? 18.- Explica què vol dir que un automòbil ha fet un recorregut a una velocitat mitjana de 100 km/h 19.- Expressa en m/s les velocitats següents : 54 km/h ; 90 km/h ; -300 km/h 20.- Expressa en km/h les velocitats següents : 3m/s , 20 m/s , -75 m/s 22.- Un automòbil utilitza 1,5 hores per desplaçar-se des de l’indicador de 130 km fins al de 292 km d’una autopista. Calcula la velocitat mitjana i expressa-la en km/h i en m/s 23.- Dedueix de la gràfica els següents apartats :

a) quant dura cada fase del moviment ? b) en quina posició el mòbil està aturat ? c) quina és la posició del mòbil en els instants t=6s i t= 18s ? d) quina és la velocitat del mòbil quan es desplaça en sentit positiu i quan ho fa

en sentit negatiu ?


10

24.- Interpreta cada un dels trams de la gràfica representada a la figura . Calcula la velocitat a cada tram Determina la velocitat mitjana del mòbil entre els instants t=0 i t=80s.

25.-Explica què significa que l’acceleració d’un cotxe és 2 m/s2. 26. Llenço una pilota cap amunt, puja, s’atura i torna a baixar. En Pere Canals, un alumne de 4t d’ESO, diu que mentre puja l’acceleració és positiva i quan baixa l’acceleració és negativa. El professor li respon que s’equivoca. a. Qui dels dos té raó? b. Podries argumentar un raonament a favor del que té raó? 27. Escriu la fórmula que defineix l’acceleració mitjana... a. A partir d’aquesta expressió aïlla el temps. b. Aïlla també la velocitat final. 28. Sabent que una moto està aturada en un semàfor, accelera (1,5 m/s2) durant 10 segons i després manté la seva velocitat constant, omple la següent taula. t (s) 0 2 4 7 8 10 12 13 18 20 v (m/s) 29. Un cotxe que circula amb una velocitat de 25 m/s, frena (a = -2,5 m/s2) fins arribar a una velocitat de 10 m/s que després manté constant. Omple la taula següent. t (s) 0 1 2 4 5 6 8 9 12 15 v (m/s) 30. Un cotxe que està aturat pot arribar a una velocitat de 30 m/s en només 10 segons. a. Quina és la seva acceleració? b. Quina velocitat portava quan feia només 6 segons que havia començat a accelerar? 31. El tren EuroMed circula a 144 km/h i quan arriba a l’estació de Girona s’atura en un minut i 20 segons. a. Pots calcular l’acceleració de la seva frenada? b. Si circulés a 216 km/h, quan tardaria en frenar amb la mateixa acceleració? 32. En el catàleg d’un cotxe podem llegir que té una acceleració de 1,8 m/s2.


11

a. Quant temps tardarà en arribar a una velocitat de 90 km/h? b. Si pogués mantenir aquesta acceleració durant un minut, a quina velocitat arribaria? 33. Observa la gràfica

a) explica el moviment b) calcula l’acceleració c) quina és la velocitat als 3,4 segons d’haver començat el moviment 34. A la següent gràfica hi ha representat el moviment d’una moto.

a. Descriu amb una frase el moviment. b. Calcula les acceleracions. c. Com creus que seria la corresponent gràfica a-t d’aquest mateix moviment? d. Podries calcular la velocitat que porta als 3 segons? e.Si continués el moviment amb la primera acceleració, quant tardaria en quedar aturat. 35.- Dos atletes corren al llarg d’una pista rectilínia. Comencen a comptar el temps quan ambdós atletes passen per dos senyals de la pista separats per una distància de 100 m. L’atleta que va davant duu una velocitat constant de 6m/s ; l’atleta que el segueix corre a 7,5 m/s. Determina els conceptes següents :

a) el temps que triga el segon atleta a avançar el primer. b) La posició en què l’avança, comptada des de el lloc en què el segon atleta era

a l’instant inicial. 36.- Una nena surt de l’escola corrent a una velocitat de 5,4 km/h per un carrer recte. Dos segons més tard surt del mateix lloc el seu germà muntat en un patinet. Surt del repòs i amb una acceleració de 0,5 m/s2 . Escriu les equacions del moviment i de la velocitat de tots dos nens i determina els conceptes següents : a) el temps que triga el nen a atrapar la nena b) la distància respecte de l’escola a la qual l’atrapa c) la velocitat del germà en aquest moment. 37.- Des d’una altura de 200 m es llança verticalment cap avall una pedra a una velocitat inicial de 3m/s. Escriu les equacions de la seva velocitat i de la seva posició segons el temps i fes el que s’assenyala tot seguit:


12

a) calcula el temps que triga arribar a terra b) determina la velocitat a la qual arriba c) analitza el signe d’aquesta velocitat 38.- Llancem des de terra verticalment cap amunt un objecte a una velocitat de 60 m/s. Escriu les equacions de la velocitat i de la posició del moviment que segueix i fes els càlculs següents . a) el temps que tarda a pujar b) l’altura màxima a la qual arriba c) el temps total que és a l’aire fins que torna a arribar a terra d) la velocitat a la qual arriba a terra, 39.- Un mòbil surt d’un punt a una velocitat constant de 20m/s. Deu segons més tard, i del mateix punt, surt un altre mòbil , amb una velocitat constant de 30 m/s, en persecució del primer. Calcula on i quan el segon atraparà al primer. 40.- Des de dalt d’un edifici deixo caure una pedreta (vigilant que no passi ningú pel carrer) i observo que tarda 2 segons en xocar amb el terra. a. Pots calcular la velocitat del xoc? b. I l’alçada del edifici, la pots saber? 41.- Vull llençar un objecte cap amunt perquè et torni a caure al cap de 4 segons? a. Amb quina velocitat l’he de llençar? b. Saps calcular l’alçada màxima a la que haurà arribat?


13

TEMA 2.- FORCES . EQUILIBRI 1.- Característiques de les forces

1.1 Les forces com a interaccions

1.2 Representació de les forces

1.3 Les forces i la deformació. Llei de Hooke

2.- Composició de les forces (I) : Forces concurrents

2.1 Suma o composició de forces

2.2 Suma de forces de la mateixa direcció i el mateix sentit

2.3 Suma de forces amb la mateixa direcció i sentits contraris

2.4 Suma de dues forces amb direccions diferents

2.4 Resultant de dues forces perpendiculars

3.- Composició de forces (II) : Forces no concurrents

3.1 Suma de forces no concurrents amb direccions paral·leles i amb el mateix

sentit

3.2 Idem amb sentits contraris o oposats

4.- Equilibri de forces

4.1 Equilibri de translació

4.2 Equilibri de rotació

5.- La força Pes

5.1 Pes dels cossos

5.2 Mòdul del pes

5.3 Centre de gravetat. Localització

5.4 Equilibri d’un cos recolzat sobre el terra


14

ACTIVITATS TEMA 2 1.- Una molla s’allarga 5cm quan hi apliquem un força de 60 N . Calcula: a) la constant d’elasticitat de la molla b) l’allargament en aplicar-hi una força de 20 N 2.- Representa la gràfica Força-allargament corresponent a una molla que s’allarga 10 cm en aplicar-hi una força de 30 N 3.- Una moll s’allarga 3 cm quan hi apliquem una força de 45 N. Determina els conceptes següents : a) la seva constant d’elasticitat b) l’allargament que experimenta en aplicar-hi una força de 75 N 4.- Dos gossos , situats l’un darrere l’altre , arrosseguen un trineu. Si un els gossos exerceix una força de 20N i l’altre una força de 30 N , quina és la resultant ? 5.- Dos grups de persones estiren una corda pels extrems. Si l’equip de l’esquerra exerceix una força de 200 N i el de la dreta , una força de 400 N : a) quan val la força resultant ? b) cap on es mou la corda ? 6.- Tenim dues forces de 50 N i 80 N que formen un angle de 60o. a) busca gràficament la resultant b) busca gràfica i numèricament la resultant si son dues forces perpendiculars. 7.- Determina el mòdul de la resultant i la situació del punt d’aplicació de dues forces paral·leles de 2N i 4 N , separades una distància de 2 ms si: a) tenen el mateix sentit b) tenen sentit oposat 8.- Determina el mòdul de la resultat i la situació del punt d’aplicació de dues forces paral·leles de 5 N i 15 N , que estan separades per una distància de 3m, en els casos següents : a) les dues forces tenen el mateix sentit b) les forces tenen sentit oposat. 9.- Sobre la perifèria del volant d’un cotxe apliquem un parell de forces, de mòdul 3N cada una. Calcula el moment del parell sabent que el diàmetre del volant és de 40 cm. 10.- Dues persones exerceixen, respectivament, forces de 30 N i 15 N , paral·leles i de sentit oposat, sobre una cadira. Determina el mòdul de la força que ha de fer una tercera persona per evitar que la cadira es desplaci. Representa gràficament les tres forces. 11.- Dues forces de valors 5N i 10N són perpendiculars entre si. Determina el mòdul d’una tercera força que les equilibri. Fes una representació gràfica de les tres forces.


15

12.Sobre una barra d'1 m de longitud s’aplica un parell de forces amb un moment de 2 N • m. Determina el valor de les forces sabent que s'han aplicat en els extrems de la barra. 13.- S’apliquen dues forces de 2 N a la perifèria d’un volant. Si el moment resultant és de 5 N • m, quin és el radi del volant? 14.- Calcula el pes dels objectes següents : a) un paquet de sal de 200g b) una ampolla d’oli d’1 kg c) un pot de 0,5 kg de mel d) un sobre de sacarina d’1 g 15.- Calcula la massa corresponent als pesos següents : a) 19,6N b) 2000N c) 3N d) 0,005 N

16.- Disposem d'una molla amb una constant d’elasticitat k == 500 N/m, que volem utilitzar com a dinamòmetre. Elabora una taula de valors F-d, per a valors de d entre 0 i 10 cm i, tot seguit, fes la representació gràfica d’aquests parells de valors.

17.- Apliquem una força de 30 N a l’extrem lliure d’una molla i l’allarguem 2 cm. Determina aquests conceptes: a) La constant d’elasticitat de la molla. b) La força necessària per allargar-la 5 cm. c)L’allargament que experimentarà si apliquem una força 2,25N .

18.- Calcula la resultant de les forces que actuen sobre el bagul de la figura i indica el procediment seguit.

19.- Dibuixa sobre paper mil•limetrat dues forces com les de la figura següent, de manera que 4 mm equivalguin a 1 newton.

a) Calcula amb un regle el valor de la resultant. b) Representa la resultant i una tercera força que equilibri les altres dues.


16

20.-Tenim dues forces paral·leles, del mateix sentit i separa-des per una distància d. Sabent que el mòdul de la seva resultant és de 30 N i que està separat de la força més gran per una distància d'1 m, determina els conceptes següents:

a) La distància d que separa totes dues forces. b) El valor de la força petita, si el de la gran és de 20 N. 21.- Tenim dues forces paral·leles, de sentits oposats i separades per una distància d. Sabent que el mòdul de la seva resultant és de 50 N i que aquesta resultant està separada de la força més gran per una distància de 2 m, determina els conceptes següents:

a) La distància d que separa totes dues forces. b) El valor de la força petita, si el de la gran és de 30 N.

22.- EI moment d’un parell de forces aplicat sobre el manillar d’una bicicleta té un valor de 5 N • m-1. Sabent que la longitud d’aquest manillar és de 50 cm, determina els conceptes següents:

a) El valor de les forces exercides als seus extrems per les mans del ciclista. b) El valor del moment si les forces obtingudes en l’apartat anterior s’apliquen a una distància de 15 cm del centre del manillar.

23.- La taula adjunta indica els valors de les masses i els pesos de diversos objectes:

massa (kg) 2,5 3 3,5 4

pes (N) 24,5 29,4 34,3 39,2 a) Representa en uns eixos p-m aquests valors. b) Explica quin tipus de gràfica obtenim i per què té aquesta forma. c) Dedueix la relació entre els valors del pes i de la massa.

24.- La figura representa dues esferes de masses m, = 2 kg i m; = 3 kg, unides per una vareta d'1 m.

a) Representa el pes de cada una de les esferes sobre el seu centre de gravetat. b) Determina el pes del conjunt format per les dues esferes i la posició del seu centre

de masses. Considera que la barra que les uneix té un pes insignificant.


17

Per què vola un avió?

P=Fsustentació, [1] Fig. 2. Perfil de l'ala d'un avió.

COMPROVA QUE HAS ENTÈS EL TEXT RESPONENT A LES PREGUNTES • Què és necessari perquè un objecte voli ? • Què va animar a l’home a volar ? Què intentava imitar • Quina forma tenen les ales dels avions ? Per què tenen aquesta forma? • A quina part de l’ala l’aire circula a més velocitat ?Per què ? • Quin avió va a més velocitat, un de poc pes o un altre de molt pes ? • Descriu la direcció i el sentit que té la força de sustentació • Quines forces actuen sobre un avió ? • Què s’ha de complir per què un avió voli a una velocitat constant ?

L’ésser humà va inventar els avions mirant d’imitar els ocells (fig. 1). Els avions es mantenen a l’aire a causa de la forma de les seves ales, igual que passa amb els ocells.

El perfil de les ales dels ocells i dels avions té una forma més corbada per la part superior que no pas per la part inferior.

Quan l’ala travessa les capes d’aire, l’aire ha de recórrer més distància per la superfície superior de l’ala que per la inferior en el mateix temps, per la qual cosa agafa més velocitat a la part superior (fig. 2).

La diferència de velocitats entre totes dues superfícies produeix sobre l’ala una força vertical i cap a dalt ano-menada força de sustentació. Quan la força de sus-tentació és igual o superior al seu pes, l’avió ascendeix.

Així doncs, perquè un avió voli ha de generar una força de sustentació suficient perquè n’equilibri el pes:

Fig. 1. Reproducció de la màquina de volar de Le-onardo da Vind.

A més d’aquestes dues forces verticals que actuen so-bre l’avió, hi ha dues forces més que són horitzontals: la força que exerceix el motor de l’avió perquè avanci i la resistència de l’aire a aquest avançament.

Són forces de sentit oposat, i si l’avió vola a velocitat constant, els seus valors també són iguals:

Fmotor. =Faire [2] x

Si les quatre forces indicades compleixen les condicions [1] i [2], l’avió volarà i estarà en equilibri, perquè la resultant de totes les forces és nul·la (fig. 3).

Fig. 3. Forces en equilibri en un avió amb MRU.


18

TEMA 3 .- LES FORCES I EL MOVIMENT 1.- Dinàmica (definició) 2.- Lleis de Newton

2.1 Primera llei de Newton o llei de la inèrcia

2.2 Segona llei de Newton o llei fonamental de la dinàmica

2.3 Tercera llei de Newton o llei d’acció i reacció

3.- Aplicacions de les lleis de Newton

3.1 forces normals

3.2 forces de fregament o fricció.

4.- Forces gravitatòries

4.1 Llei de la Gravitació universal


19

ACTIVITATS TEMA 3 1.- Sobre un trineu de 80 kg de massa, inicialment en repòs s’hi aplica una força constant de 280 N. Calcula:

a) l’acceleració adquirida pel trineu b) b) la distància recorreguda en 5s

2.- Una força de 64,8 N actua sobre un cos de 12 kg que inicialment està en repòs. Calcula .

a) l’acceleració que adquireix el cos b) la velocitat que assolirà en 2,5 s

3.- Si un noi colpeja una pilota de tennis amb una raqueta, la pilota adquireix un moviment accelera , però el noi no adquireix cap acceleració - Aquest fet , es contradiu amb la tercera llei de Newton ? Justifica la resposta 4.- Una bola de billar rodola per una taula amb velocitat constant fins a xocar amb una altra bola que inicialment està en repòs. En aquest moment la primera bola s’atura i la segona es posa en moviment. Justifica aquests fets a partir de les lleis de Newton. 5.- Representa les forces que actuen sobre els cossos següents i calcula la força normal. a) un sofà de 120 kg que està recolzat sobre una superfície horitzontal b) una galleda d’aigua de 3 kg que està recolzada a terra i sobre la qual s’exerceix una força vertical cap amunt de 18 N 6.-Dibuixa un esquema de les forces que actuen sobre els cossos següents . a) una estàtua fixa en un pedestal b) una taula recolzada a terra sobre la qual s’exerceix una força vertical cap amunt 7.- Un bagul de 10,5 kg està recolzat a terra.Si l’estirem verticalment cap amunt amb una força de 52,9 N determina el valor de la normal 8.- Explica per què quan un automòbil fa un revolt sobre un paviment gelat corre el risc de lliscar 9.- Un armari de 120 kg és empès amb una força horitzontal de 580 N . Si el coeficient de fregament per al cos en moviment val 0,4. Calcula . a) l’acceleració que adquireix b) la velocitat i la distància recorreguda en 5s 10.- Calcula la força gravitatòria entre la Terra i la Lluna quan entre els seus centres hi ha una distància de 3,9·108 m ( Massa de la Terra = 5,98·1024 kg, massa de la Lluna= 7,47·1022 kg) 11.- Una taula i una cadira estan separades per una distància d’1m. a) s’aprecia alguna força atractiva entre la taula i la cadira ? b) si tots els cossos s’atrauen entre si amb una força gravitatòria , per què entre aquests dos cossos no s’aprecia cap mena d’atracció ? Justifica la resposta


20

12.- Calcula la força d’atracció gravitatòria entre dos cossos de 12 kg i 20 kg que estan separats 50 cm 13.- Un astronauta de 60 kg de massa és atret amb una força de 270 N quan és a una distància de 5000 km del centre d’un determinat planeta. Determina la massa d’aquest planeta 14.- El motor d’un cotxe WMB, que té una massa de 800 kg, pot fer una força de 1.200 N. a. Calcula l’acceleració amb què pot arrencar. b. Si pot mantenir aquesta acceleració durant 8 segons, a quina velocitat arribarà? c. Quin espai haurà recorregut en aquest temps? d. Amb el motor fent la màxima força pot arribar a anar a una velocitat de 150 km/h, quina serà la fricció amb l’aire a aquesta velocitat? 15.- Vull arrossegar per terra una caixa gran (no la de Pensions!) que té una massa de 25 kg i una fricció amb el terra de 80 N. a. Quina força hauré de fer per moure-la a poc a poc i amb velocitat constant? b. Si la vull arrossegar més ràpid, hauré de fer més força? c. Com serà la força per començar-la a moure respecte les dues anteriors? d. Què passa si quan la caixa està aturada l’empenyo amb una força de 50 N cap endavant? 16.- Una sonda espacial va camí d’Alfa del Centaure (l’estrellamés propera a nosaltres) i viatja amb els motors apagats.Quin serà el seu moviment? Explica-ho fent referència a alguna llei de Newton. 17. Un cotxe (suposem sense fricció) que va a 72 km/h vol accelerar per arribar a una velocitat de 100 km/h. a. El motor haurà de fer força? b. Si després vol mantenir la seva velocitat constant (encara sense fricció) quina força haurà de fer el motor? c. Quan es vulgui aturar, haurà de fer força? d. Qui o què farà aquesta força? 18.- Estiro un objecte (que està damunt d’una plataforma amb rodes) amb una força de 32 N i aconsegueixo que acceleri a raó de 0,8 m/s2. a. Si suposem que la fricció és quasi nul·la, quina és la massa de l’objecte? b. Si aquest objecte tingués una fricció de 10 N, estirant-lo amb la mateixa força quina acceleració tindria? c. Quina força hauria de fer jo si volgués moure’l (quan té fricció) amb una velocitat constant? 19.- El valor de la gravetat d’un planeta determinat és de 4,2 m/s2 . quina serà la massa d’un objecte que a la Terra pesa 100 N ? Quin serà el pes d’aquest objecte en el planeta terra ? 20.- Quina força horitzontal en newtons caldria donar a un cos de 25 kg perquè la seva velocitat passi de 0 a 10 m/s en 10 s ?


21

TEMA 4.- FORÇA I PRESSIÓ EN ELS FLUIDS

1.- Concepte de pressió 2.- Els fluids i les seves propietats

2.1 la densitat

3.- Forces a l’interior dels fluids

3.1 pressió a l’interior dels líquids

3.2 principi de Pascal

4.- La força d’empenyiment en els líquids.

4.1 principi d’Arquímedes

4.2 flotabilitat dels cossos

5.- L’atmosfera i la pressió atmosfèrica

5.1 mesura de la pressió atmosfèrica

5.2 la pressió i les condicions meteorològiques


22

ACTIVITATS TEMA 4

1.- Raona i respon : a) per què els vehicles pesants que s’han de desplaçar per terrenys tous, tal com passa amb les excavadores, no porten rodes normals sinó que van proveïts de cadenes? 2.- Calcula la pressió exercida per un infermer sobre l’èmbol d’una xeringa si la força que aplica val 7,5 N i la superfície de contacte és de 0,6 cm2. Expressa el resultat en Pascals i en atmosferes 3.- Si per a clavar un clau a la paret apliques una pressió de 40 000 Pa amb un martell, calcula la força que has hagut d’exercir sobre el clau. Suposa que la punta del clau té una superfície de 1 mm2 4.- Un elefant de 5 000 kg situat sobre un tamboret de superfície S hi exerceix una pressió de 942 300 Pa. Calcula el valor de S 5.- Ordena els estats d’agregació de la matèria de major a menor cohesió entre les seves partícules. Ordena els estats d’agregació de major a menor mobilitat de les seves partícules 6.- Indica quines de les propietats següents corresponen als sòlida , als líquids i als gasos - tenen forma pròpia - són compressibles - poden fluir - les forces atractives entre les seves partícules són molt intenses - tenen forma variable 7.- Per determinar la densitat de l’etanol en prenem 100 cm3 en una proveta i ho pesem. Si la balança indica 80,6 g, quina és la densitat de l’etanol ? . Expressa-la en unitats del SI 8.-Una formigonera conté ciment la densitat del qual és de 2,7·103 kg/m3 . Quina massa de ciment caldrà per a omplir un encofrat de dimensions 12,5 x 2 x 0,5 m ? 9.- Calcula el valor de la pressió hidrostàtica en un punt situat a 45 m de profunditat en el mar ( densitat de l’aigua de mar 1 030 kg/m3) 10.- Troba la diferència de pressió existent entre dos punts situats a 10 m i a 300 m de profundiat en el mar 11.- En un elevador hidràulic l’èmbol més gran mesura 7,84 m2 i el més petit, 1200 cm2. Quina força s’ha d’aplicar en el més petit per a elevar un monovolum de 1800 kg de massa situat sobre el més gran ? 12.- Una canonada consta de dos tubs cilíndrics units, el primer de 5 cm de radi i el segon de 26 cm de radi. Si per a desembussar-la ha calgut aplicar una força de 1650 kp a l’extrem del tub més gran, quina força hauria calgut aplicar a l’altre extrem de la canonada per aconseguir el mateix efecte ‘


23

13.- Un objecte de ferro (ρ = 7960 kg/m3) de forma cúbica i 0,2 m d’aresta , se submergeix totalment en aigua (ρ = 1000 kg/m3). Determina : a) la força d’empenyiment b) els pes aparent del cos. 14.- Un cos de forma cúbica de 15 cm d’aresta es penja d’un dinamòmetre . Es pren nota del seu pes en l’aire, que és de 60 N, i a continuació s’introdueix a l’aigua. Calcula la força d’empenyiment que experimentarà i el pes que marcarà el dinamòmetre quan el cos estigui totalment submergit a l’aigua. 15.- Justifica per què una pedra s’enfonsa en l’aigua i en canvi un tros de suro flota 16.- Un cos té una densitat de 1 500 kg/m3 . Determina si flotarà, s’enfonsarà o es quedarà en equilibri a l’interior dels líquids següents : a) alcohol (792 kg/m3) b) aigua c) mercuri (13600 kg/m3). 17.- La pressió atmosfèrica al nivell del mar és d’1 atm.Calcula aquesta pressió en un lloc situat a 1350 m sobre el nivell del mar(densitat de l’aire = 1,293 kg/m3) 18.- El baròmetre assenyala en un determinat indret 750 mm i desprès d’ascendir una certa altura, 744 mm. Quants metres de desnivell hi ha ? (densitat de l’aire =1,293 kg/m3) 19.- Una taula té quatre potes de secció quadrada de 4 cm de costat. Calcula la pressió que fan sobre el terra si la taula és de 20 kg. Expressa-ho en Pascals. 20.- Dintre d’una bombona de butà hi ha una pressió equivalent a 5 atmosferes, quina força fa el gas sobre la vàlvula de la bombona si té un diàmetre d’1 cm? Recorda que la pressió normal de l’atmosfera és de 101.300 Pa. 21.- Fes un càlcul aproximat de la pressió que fas sobre el terra. Has de conèixer la teva massa, el teu pes i fer una aproximació sobre la superfície de la sola de les teves sabates. 22.- Els sòlids i els líquids fan pressió sobre la base on descansen, a què es degut que un gas fa pressió sobre totes les parets (inclosa la tapa) del recipient que el conté? 23.- Com pots explicar que al augmentar la temperatura d’un gas augmenta la pressió que fa sobre les parets? 24.- Per què una pilota bota millor quan fa una estona que l’hem deixat a ple sol? 25.- Calcula, aproximadament, la força que fa la pressió atmosfèrica (101.300 Pa) sobre la meva mà. És una força gran o petita? Per què no la notem habitualment? 26.- Si l’aire fa una pressió de 1.010 hPa, quina serà la força que farà sobre un full de paper de 20 cm d’ample per 30 cm de llarg?


24

TEM5.- TREBALL , POTÈNCIA I ENERGIA

1.- Treball

2.- Potència

3.- Energia

3.1. Definició

3.2. Energia mecànica

3.2.1. energia cinètica

3.2.2. energia potencial gravitatòria

3.3. Conservació de l’energia mecànica

4.- Energia calorífica

4.1.la calor en un procés de variació de temperatura

4.2. la calor en un procés de canvi d’estat

4.3. la propagació de la calor


25

ACTIVITATS TEMA 5 1.- Una persona empeny el carretó d’anar a comprar amb una Força constant de 450 N en línia recta al llarg de 25 m.Calcula quin treball realitza. 2.- Un objecte es desplaça horitzontalment 3m. Calcula el treball realitzat per una força de 30 N que forma un angle de 370 amb l’horitzontal. 3.- Calcula el treball realitzat per una força de 40 N quan actua sobre un cos de 20 kg durant 10 s si el cos es desplaça horitzontalment. a) si actua en la mateixa direcció i el mateix sentit que el desplaçament i el cos estava inicialment en repòs b) si la seva direcció és perpendicular al desplaçament c) si actua en sentit contrari al desplaçament i la seva velocitat inicial és de 60 m/s. 4.- Raona si s’efectua treball o no en els casos següents . a) una persona, en repòs, sosté una motxilla a l’esquena b) un alumne dibuixa una recta a la pissarra amb el guix 5.- Un mosso d’un magatzem eleva des del terra fins a una altura de 80 cm un paquet de 2,5 kg. a) representa mitjançant vectors el pes del paquet i la força aplicada per aixecar-lo b) calcula el treball que cal realitzar. 6.- Un cos recorre 40 m per un pla horitzontal .Sobre aquest actua una força de 20 N en la mateixa direcció i el mateix sentit del desplaçament i hi ha una força de fricció de 8 N. Calcula el treball realitzat per cada força separadament en aquest desplaçament i el treball realitat per la resultant. Compara els resultats. 7.- Calcula el treball realitzat, durant 6s, sobre una massa de 8 kg , inicialment en repòs, per aquestes forces . a) una de 80 N amb la mateixa direcció i el mateix sentit que el desplaçament b) una de 20 N perpendicular al moviment c) una de 26 N amb la mateixa direcció i sentit contrari al moviment 8.- Per un terra horitzontal, i fent una força de 40 N paral·lela al pla, arrossegues una capsa una distància de 2m en un temps de 4s. Quina potència has desenvolupat ? 9.- Un ventilador efectua un treball de 17 652 J cada minut. Quina és la potència del ventilador ? Expressa-la en watts i en cavalls de vapor. 10.- Si una màquina fa un treball de 100 j en 1 s i una altra , un treball de 200 J en 3s , quina et sembla més eficaç ? Per què ? 11.- Quina energia consumeix una estufa elèctrica de 2000 W si funciona a la màxima potència durant tres hores ? Expressa el resultat en kWh i en J. 12.- Una capsa de 4 kg és elevada per una força igual al pes de la capsa. Aquesta es mou cap amunt amb una velocitat constant de 2 m/s. Quina és la potència feta per la força ? Quin és el treball fet per la força en 3s


26

13.- Si el preu del kWh és de 0,09 euros, quant gasta, durant el mes de gener, una bombeta de 100 W si funciona dues hores cada dia ? 14.- Expressa en kWh el treball realitzat per un motor que puja un objecte de 200 kg a una altura de 15 m en 4s a velocitat constant. Quina és la potència d’aquest motor ? 15.- Quina energia cinètica té un cos de 2 kg que està aturat ? I quan es mou amb una velocitat constant de 2 m/s2 ? I en l’instant que es mou a 3 m/s ? 16.- Quina energia cinètica té un cos de 2 kg que es mou cap a la dreta a 2m/s ? I si es mou cap a l’esquerra a la mateixa velocitat ? I si l’hem llançat verticalment cap amunt , en l’instant que té una velocitat de 2 m/s ? 17.- Digues quina és l’energia potencial d’un cos de 2 kg . a) a la superfície de la Terra b) a una altura de 3 m sobre la superfície de la Terra c) al fons d’un pou de 10 m de profunditat . 18.- Quin dels tres objectes té més energia potencial gravitatòria? a. Una pilota de 500 g a 2 metres d’alçada. b. Un llibre de 300 g sobre la taula (70 cm). c. Jo que estic assegut sobre la cadira (40 cm). 19.- Un cotxe circula a 50 km/h per dintre la ciutat (com cal!) i després per carretera porta el doble de velocitat (100 km/h, també com cal). La seva energia cinètica també serà el doble? Explica-ho. 20.- La meva energia potencial gravitatòria quan estic al sisè pis d’un edifici serà el triple que quan estic al segon pis? Argumenta-ho. 21.- Acabes de fer una prova de salt d’alçada d’Educació Física. a. Quina és l’alçada a la que pots saltar? b. Quan serà la teva energia potencial gravitatòria en el moment de màxima alçada? c. A quina velocitat has de córrer per tenir aquesta mateixa energia en forma d’energia cinètica? 22. -Deixem caure una pilota de bàsquet (600 grams) des del primer pis (3 metres). a. Calcula la seva energia potencial gravitatòria. b. Suposem que cau en caiguda lliure, quant tarda en xocar amb el terra? c. Amb quina velocitat xoca amb el terra? d. Quina és la seva energia cinètica en el moment de xocar? 23.- Un cotxe de proves de 950 kg de massa circula per un circuit pla a una velocitat de 100 km/h. a. Quina és l’energia cinètica del cotxe? b. Quin treball ha de realitzar el motor per tal d’augmentar la seva velocitat des de 100 km/h fins a 140 km/h. Tingues en compte que el treball realitzat pel motor és igual a l’increment d’energia cinètica del cotxe. c. Si aquest cotxe frena fins aturar-se, quin treball hauran de fer els frens? 24.- A la classe d’Educació Física la professora ens fa tirar una pilota de bàsquet (600 grams) tan enlaire com puguem. Jo he aconseguit que arribés fins a 12 metres d’alçada. a. Pots calcular amb quina velocitat l’he llançat? b. Quina era la velocitat de la pilota quan estava a 5 metres d’altura?


27

25.-El Dragon Khan puja el tren, un conjunt de 7 files de 4 persones, fins a 38,5 m d’alçada i després les deixa caure. El primer looping és de 30metres i el tren carregat té una massa de 4.000kg. a. Amb quina velocitat es passa pel primer looping? b. Amb quina velocitat s’arriba a terra? 26.- El grup d’esports d’aventura Estemcomunacabra vol fer ponting des del pont de Besalú que fa 30 metres d’alçada sobre el riu. Per mesures de seguretat només volen caure lliurement la meitat de l’alçada (abans la corda no els freni) del pont. a. Quina serà la velocitat màxima que aconseguiran? b. Amb quina velocitat xocarien amb el riu si s’obliden de lligar-se la corda als peus (oh, no!)? 27.- Una saltadora de 50 kg es llença des d’un trampolí que està a 10 metres sobre la piscina. a. Calcula l’energia mecànica en el moment inicial de la seva caiguda. b. Quina serà l’energia mecànica en el moment de xocar amb l’aigua? c. Quina serà la velocitat amb que entrarà a l’aigua? d. Quan surt de l’aigua, la seva energia mecànica quina és? e. On ha anat a parar aquesta pèrdua d’energia mecànica? 28.- Les palanques oficials de salts de trampolí tenen una alçada de 5, 7,5 i 10 metres d’altura sobre la superfície de l’aigua. a. Amb quina velocitat arriben a l’aigua els saltadors en cada un dels tres trampolins? 29.- Un cotxe de 1.200 kg porta una velocitat de 90 km/h i frena fins aturar-se. a. Calcula la seva energia mecànica inicial. b. Quina serà la seva energia mecànica final. c. Quina ha estat la seva variació d’energia? d. En què s’ha transformat l’energia que ha “perdut” el cotxe? 30.- Calcula la calor que es necessita per escalfar 500 g d’aigua de 20oC fins a 80oC Dades : Ce aigua = 4180 J/kg·K ;Ce gel = 2090 J/kg·K Ce vapor= 2060 J/kg·K Calor de fusió aigua = 334,4 kJ/kg Calor de vaporització aigua = 2245 kJ/kg Ce alcohol = 2424 j/kg·K Ce mercuri = 140 J/kg·K 31.- Calcula la quantitat de calor que es necessita per transformar 30 g de gel a -10oC en aigua a 25oC 32.- Calcula la quantitat d’energia que es desprèn quan 100 g d’aigua a 30oC es converteixen en gel a -4oC 33.- Imagina’t que escalfem masses iguals d’aigua, alcohol i mercuri, que inicialment estan a 15oC , utilitzant el mateix focus de calor. Quin arribarà abans als 30 oC ? Raona la resposta 34.- Posem en contacte una peça de 1,8kg d’un metall desconegut que està a 60oC amb 1,5 kg d’aigua a 10oC. Si la temperatura d’equilibri és de 15oC , calcula la calor específica del metall.


28

TEMA 6 .- ELEMENTS QUÍMICS

1.- Les partícules de l’àtom

1.1. l’electró

1.2. el protó

1.3. el neutró

1.4 . nombre atòmic i nombre màssic

1.5. isòtops

2.- Models atòmics

2.1. model atòmic de Thomson

2.2. model atòmic de Rutherford

2.3. model atòmic de Bohr

2.4. model atòmic actual

3.- El Sistema Periòdic dels elements

3.1. configuració electrònica dels elements

3.2. grups i períodes

3.3. regularitats en el Sistema Periòdic


29

ACTIVITATS TEMA 6

1.- Raona per què la toeria atòmica de Dalton no explica els fenòmens elèctrics 2.- Com calcularies la massa atòmica d’un determinat àtom neutre a partir del seu nombre atòmic i del seu nombre màssic ? 3.- Per què es pot afirmar que el nucli té la part més gran de la massa de l’àtom ? 4.- assenyala el nombre de neutrons , protons i electrons en un àtom de cadascun dels isòtops de l’hidrogen : 11H ; 21H ;31H 5.- Ordena de massa més petita a massa més gran : átom, electró, protó i neutró. 6.- Defineix : nombre atòmic, nombre màssic , isòtop, element , compost 7.-Quans electrons calen per neutralitzar la càrrega d’un protó ? I per igualar la massa ? 8.- Assenyala les diferències entre els models atòmics de Thomson, Rutherford i Bohr. 9.- Raona en què es va basar Rutherford per afirmar que el nucli és molt petit . 10.- Relaciona cadascuna de les innovacions següents amb un model atòmic : a) existència del nucli atòmic i separació de les càrregues positives i negatives de l’àtom b) existència de nivells d’energia per als electrons c) existència dels electrons. 11.- Raona si les afirmacions següents són vertaderes o falses . a) en el model de Thomson els protons estan distribuïts per tot l’àtom b) els protons i els electrons tenen posicions fixes en l’àtom c) els radis del nucli i de l’àtom són pràcticament iguals d) els electrons són totalment lliures en el seu moviment e) l’energia d’un nivell dep``en del nombre d’electrons que admet f) l’energia d’un nivell és més gran com més a prop és del nucli 12.- Dibuixa un àtom d’heli (dos protons, dos neutrons i dos electrons) segons el model atòmic de Rutherford 13.- Assenyala la diferència que hi ha entre el concepte d’òrbita utilitzat en els models de Rutherford i de Bohr, i el concepte d’orbital 14.- Indica quants subnivells hi ha en el nivell 3 i la capacitat d’electrons de cadascun dels subnivells del nivell 2 15.- Què és un electró de valència ?


30

16.- Quin element té de nombre atòmic Z=16 ? Quants electrons de valència té? 17.- Escriu la configuració electrònica del gas noble criptó, el nombre atòmic del qual és 38. Fes el mateix amb l’element de nombre atòmic 33 . Quin element és ? 18.- Determina el nombre atòmic i digues a quins elements corresponen les configuracions electròniques següents . a) 1s2 2s1 c) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 e) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 b) 1s2 2s2 2p4 d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 f) 1s2 2s22p6 3s1 19.- Escriu la configuració electrònica dels ions Mg2+ i N3- , indica quin és el nombre d’electrons i de protons que té cadascun. Don isòtops de les dues espècies ? 20.- Com s’organitza la taula periòdica actual ? 21.- Aprèn molt bé el nom i el símbol dels elements de la taula periòdica dels següents grups : 1 ,2 , 13, 14, 15, 16, 17, 18 22.- Com varia el volum atòmic al llarg d’un període ? I d’un grup? 23.- Què expressa el símbol 40

20Ca ? Indica , si és possible : a) el nombre de protons b) el nombre de neutrons c) el nombre de nucleons d) la quantitat d’electrons que té aquest àtom neutre

24.- Completa la taula següent : ELEMENT SIMBOL Z N A Nombre

D’electrons 27Co 60 90

38Sr 8O 10 235U 143 25.- Consulta la taula periòdica i classifica els elements següents en metalls, no-metalls i semimetalls : potassi, mercuri, fòsfor, urani, silici, sofre, vanadi, brom, indi i calci. 26.- Busca quines característiques físiques presenten els elements metàl·lics i els no-metal·lics. 27.- Pots explicar-me les propietats dels semimetalls ? Saps alguna utilitat d’algun d’ells ? 28.- Escriu el nom i el símbol de sis elements químics que siguin metalls d’ús corrent i posa exemples de com s’utilitzen .


31


32

TEMA 7 .-

ENLLAÇ QUÍMIC I EL LLENGUATGE DE LA QUÍMICA

1.- Enllaç químic

1.1. enllaç iònic

1.2. enllaç covalent

1.3. enllaç metàl·lic

2.- Propietat de les substàncies amb :

2.1. enllaç iònic

2.1. enllaç covalent

2.3. enllaç metàl·lic

3.- El llenguatge de la química

3.1. nombre d’oxidació

3.2. compostos binaris

3.3. hidròxids i àcids

3.4. sals


33

ACTIVITATS TEMA7 1.- Què és un ió ? Quantes classes d’ions hi ha ? Escriu algun exemple de cada un . 2.- Com es forma un enllaç iònic ? 3.- Què significa que un compost iònic ha de mantenir la neutralitat elèctrica ? 4.- Explica el procés de formació de l’enllaç iònic en el clorur d’alumini AlCl3.

a) Escriu les configuracions electròniques de l’Al i el Cl b) Escriu les equacions d’ionització d’aquests dos elements c) Representa els esquemes corresponents.

5.- L’oxigen no pot formar enllaç iònic amb el sofre, però sí amb el potassi. Per què? a) explica com es forma aquest enllaç b) quina fórmula té el compost resultant 6.- Com es forma un enllaç covalent? 7.- Quants tipus d’enllaços covalents hi ha ? 8.- Què indica la fórmula molecular d’un compost covalent ? 9.- Representa segons Lewis els compostos següents : HCl ; PH3 ; CO2 ; CCl4 , SiF6 ; H2 ; CH4 ; Cl2... 10.- Què és el núvol electrònic dels metalls ? 11.- El coure és el metall que s’utilitza habitualment per a fabricar els fils de les instal·lacions elèctriques. En quines propietats del metall es basa aquesta important aplicació pràctica ? 12.- El bronze i el llautó són dos aliatges que s’utilitzen molt en la fabricació de diversos objectes. Per quins metalls estan formats ? 13.-Busca en el diccionari i anota en el teu quadern les definicions de : mal·leabilitat, fragilitat, ductilitat, duresa. 14.- Dedueix , raonadament, quin tipus d’enllaç químic existeix en les següents substàncies : a) NaBr b) I2 c) SO2 d) Ni 15.- Justifica si la frase següent és correcta : “ La molècula de fluorur de magnesi està formada per dos àtoms de fluor i un àtom de magnesi “


34

16.-Indica el nombre d’àtoms de cada element en les fórmules següents: a) C3H8 b) H2SO4 c) C12H22O11 17.- Escriu les fórmules de les molècules formades per: a) tres àtoms d'oxigen b) vuit àtoms de sofre c) quatre àtoms de fòsfor 18.- Troba la fórmula del compost format per: a) Fe3+ Cl1- Pb4+ O2- b) Na+ S2- Fe3+ O2- c) Cu2+ OH- NH4

+ Br -1 19.- Tenint en comte les càrregues assignades en exercicis anteriors , decideix si són correctes les fórmules següents. En cas contrari escriu la correcta. a) Cl2 Mg b) H2S c) Fe4Pb3 d) H2O 20.- Assigna un nombre d’oxidació als elements dels cations de les substàncies següents. Recorda que l’oxigen té (-II) com a nombre d’oxidació en tots els casos proposats: a) Fe2O3 b) Mg(OH)2 c) FeO d)K2O 21.- Anomena les substàncies proposades en l'exercici 5 i en l'exercici 4

22.- Anomena les substàncies següents: PbH4

PbI2

CaO

PCl3

Ni2O3

HgO

N2O5

SiO2

Cu2O

SrO

GeH4

Mg2Si

CuI2

NH4Br

H2Se

SnS

SiF4

PtO2

NO Mn2O3


35

As2S5

SeCl4

23.- Escriu les fórmules corresponents als noms següents: òxid de níquel (III)

dicarbur de calci

òxid de plom (IV)

òxid de mercuri (II)

òxid de bari

òxid de carboni (II)

hidrur de rubidi

fluorur d’hidrogen

tetraclorur d'estany

òxid de clor (III)

bromur de crom (II)

nitrur de liti

difosfur de tricalci

sulfur de cadmi(II)

carbur d'alumini

fluorur d'or (III)

hidrur de plom (IV)

triiodur de nitrogen

fluorur de brom (V)

òxid de nitrogen (V)

diclorur de seleni

òxid d'alumini

sulfur de manganès (II)

seleniur de dihidrogen

clorur de níquel (II)

diòxid d'estany

òxid de manganès (VII)

siliciur de dicalci

24.- Formula i/o anomena les substàncies següents: a) Al(OH)3 b) hidròxid de sodi c) Ca(OH)2 d) hidròxid de ferro (III) e) tetrahidròxid de plom 25- Formula els àcids següents: àcid hipoclorós

àcid nitrós

àcid clorós

àcid nítric

àcid clòric

àcid carbónic

àcid perclòric

àcid selenós

àcid hipobromós

àcid selènic


36

àcid bromós

àcid iòdic

àcid bromic

àcid periòdic

àcid perbromic

àcid arsènic

àcid sulfurós

àcid clorhídric

àcid sulfúric

àcid fluorhídric

26.- De tots els àcids anteriors escriu l'anió corresponent amb el seu nom.

NOM DE L’ÀCID FÓRMULA IÓ NOM DEL IÓ Àc.hipocloròs

HClO ClO - Ió hipoclorit

ÀC. Cloròs

Ác. Cloric

Àc. Percloric

Àc. Hipobromòs

Àc. bromós

Àc.bromic

Ác, perbromic

Àc. Sulfurós

Àc.sulfúric

Àc. Nitrós

Àc. Nítric

Àc. carbònic

Àc. fluorhídric

Àc. sulfhídric

27-Classifica les següents substàncies en : òxids metàl·lics , òxids no metàl·lics , hidrurs metàl·lics , àcid hidràcid , àcid oxàcid , sal binària, oxisal , hidròxid: CO2 ; Cr2O3 , MnCl2 ; LiMnO4 ; AlN ; HBr ; NaO ; CoAs ; SnO2 ; CaOH ; H2SO4 ; H2Se ; Zn(OH) 2 ; NiPO4 ; Fe3O4 ; NH2 ; HNO2 ; PH3 ; HgSO4 ; BH3 ; (NH4) 3N ; HgSe ; H2S ; HClO ; CuOH ; NaHSO4 . Òxid metàl·lic

Òxid no.metàl·lic


37

Hidrurs metàl·lics

Altres compostos amb l’hidrogen

Àcid hidràcid

Àcid oxoàcid

Sal binària

Oxisal

Hidròxid

28.- Anomena i formula les oxosals següents : CrCl3

Clorit de bari

(NH4)2S

Nitrat de sodi

CaSe

Sulfat de plom (II)

Cr2 (SO4) 3

Sulfit d’amoni

CaCO3

Carbonat d’alumini

Na2SO4

Hipobromit de coure (II)

NaNO3

Clorat d’alumini

CaSO4

Nitrat de zinc

KClO

Perclorat de sodi

KClO4

Nitrit de ferro (III)

29.-Calcula el nombre d’oxidació dels elements en els compostos següents .

a) Cl2O2 b) SiO2 c) FeCl2 d) NaNO2 e) SO3 f) Cl2O3

30.- Coneixent el diferent caràcter metàl·lic dels elements , ratlla la fórmula que no sigui correcta : a) CaCl2 o Cl2Ca b) SO4Fe o FeSO4 d) MgO o OMg


38

TEMA 8 .- CÀCULS QUÍMICS 1.- Quantitat de substància

1.1. el mol i massa molar

1.2. composició centesimal

1.3. composició de les solucions

2.- Reaccions químiques

2.1.Llei de conservació de la massa

2.1.velocitat d’una reacció

2.3 energia en les reaccions químiques

2.4 tipus de reaccions més comuns

3.- Càlculs estequiomètrics

3.1. interpretació quantitativa d’una equació química

3.2. càlculs amb masses

3.3. càlculs amb volums

3.4 càlculs amb reactius en solució


39

ACTIVITATS TEMA8

1.- Defineix massa atòmica. És el mateix nombre màssic que massa atòmica ? 2.- Què és la massa molar d’una substància ? 3.- Calcula la massa molar de les substàncies següents : CO2 ; P4 ; Hg ; Ca(OH) 2 ; HNO· ; H2S ; CS2 ; CH4 4.- Quina és la massa ( en grams ) de .

a) 1 àtom de nitrogen b) 1 molècula de nitrogen c) 5 mols de nitrogen

5.- Quants àtoms hi ha en .

a) 60,23·1023 molècules d’amoníac (NH3) b) 2 mols d’amoníac c) 3,4 g d’amoníac

6.- Tenim 0,15 mols de tetrafòsfor (P4) :

a) quantes molècules hi ha ? b) quants àtoms de fòsfor hi ha ? c) quants mols d’àtoms de fòsfor hi ha ?

7.- Calculeu el nombre de mols i molècules que hi ha en 1 kg d’aigua (H2O) 8.- Calcula el nombre de molècules i la massa de 1,24 mol de nicotina , C10H14N2 9.- Quants mols i quants àtoms de ferro hi ha en un cargol de 10 g ? 10.- Quants mols d’àtoms d’argent hi ha en 200 g d’òxid d’argent Ag2O ? . quina massa d’argent hi ha en aquests 200 g ? 11.- Calcula la composició centesimal dels compostos següents :Na2SO4 ; NaCl ; HCl ; K2SO4 ; Ca(OH) 2 ; CaCO3 12.- On hi ha més argent, en 50 g de AgCl o en 40 g de AgOH ? 13.-Preparem una solució d’àcid sulfúric dissolent 4,9 g d’aquest àcid en aigua, completant fins a 2 litres la solució . Calculeu .

a) la concentració molar b) la concentració en g/l

14.- Dissolem 3,8 g de hidròxid de sodi en metanol , CH3OH , fins a completar 20 mL de solució. Expressa la composició de la solució en grams per litre


40

15.-Una solució conté 50 g de nitrat de sodi i 45 g de clorur de potassi dissolts en 4 kg d’aigua. Calculeu el tant per cent de cada component d’aquesta solució 16.- Disposem d’una solució de iode en alcohol al 0,5 % en massa. Calculeu quants grams de solució alcohòlica haurem d’utilitzar perquè continguin 35 g de iode. 17.- Calculeu els grams d’hidròxid de calci presents en 2 litres de solució 0,01 M d’aquesta substància 18.- Calculeu la concentració molar d’una solució de sulfat de coure que conté 4g per cada 100 cc. de solució 19.- Una solució d’àcid nítric té una densitat de 1,22 g/cc i una molaritat de 5. Calcula la seva concentració en % en massa. 20.- .- Dissolem 127 g d’alcohol etílic en aigua suficient per fer 1,35 l de solució. Quina concentració presenta la solució resultant ? 21.- Tenim una dissolució 0,693 M en àcid clorhídric . Per a una determinada reacció necessitem 0,0525 mols d’àcid. Quanta dissolució hem de prendre ? 22.- Si es dissolen 8,95 g d’àcid sulfúric en aigua suficient per fer 396 ml de dissolució , quina serà la seva molaritat ? 23.- Quin volum necessitem de sulfúric 0,213 M per tenir 1,3.10-3 mols de sulfúric per a una reacció ? 24.- Volem preparar 0,150 litres de dissolució de sulfat de coure 0,240 M. Quants grams necessitem pesar de sulfat de coure ? 25.- Es prepara una dissolució amb 1,69 g de clorur de sodi en 869 g d’aigua. Quina és la seva Molaritat ? (la densitat de l’aigua és 1g/cc) 26.- En 50mL d’aigua es dissolen 7 grams d’àcid clorhídric ,HCl; Troba la composició de la solució en : a) percentatge en massa b) en grams per litre c) la molaritat


41

27.- Justifica si els processos següents són físics o químics : l’acció d’un àcid sobre el marbre, la condensació del vapor d’aigua, la dilatació d’un filferro, la combustió del butá, l’avigranament del vi , la digestió dels aliments. 28.- Quins són els factors que influeixen en la velocitat d’una reacció ? 29.- Què és un catalitzador ? Per a què serveixen els catalitzadors que hi ha en els tubs d’escapament ? 30.- Què és una reacció endotèrmica ? I una exotèrmica ? 31.- Identifica els reactius i els productes de les següents reaccions químiques :

a) el gas butà , C4H10, es crema en presència de l’oxigen de l’aire,O2, i forma gas diòxid de carboni, CO2, i vapor d’aigua , H2O

b) el carbonat de calci sòlid, CaCO3, es descompon per acció de la calor i forma òxid de calci sòlid, CaO, i gas diòxid de carboni CO2

c) l’oxigen de l’aire, O2, oxida el ferro, Fe, i es forma un sòlid: òxid de ferro(III) , Fe2O3.

d) El gas nitrogen, N2, es combina amb el gas hidrogen,H2, per tal de formar amoníac,NH3

e) L’aigua líquida,H2O, es descompon per electròlisi en gas oxigen,O2, i gas hidrogen; H2

32.-Escriu les equacions químiques que corresponen a les reaccions que es descriuen en l’anterior activitat. No t’oblidis d’indicar-hi l’estat físic dels reactius i els productes. 33.- De les reaccions següents digues quines són de síntesi i quines són de descomposició :

a) S + Cu → CuS b) 2 KClO3 → 2KCl + 3 O2 c) CuSO4·5H2O → CuSO4 + 5H2O d) Cl2 + 2Na → NaCl

34.- Classifica les reaccions següents :

a) Na2O(s) + CO2 (g) → Na2CO3 (s) b) H2SO3 (aq) → SO2 (g) + H2O(l) c) Zn(s) + H2SO4(aq) → ZnSO4 (aq) + H2 (g) d) Pb(NO3) 2 (aq) + 2HCl(aq) → PbCl2 (s) + 2HNO3 (aq) e) NH3 (g) + HCl(g) → NH4Cl(s) f) PCl5(g) → PCl3 (g) + Cl2 (g) g) 2H2S(g) + O2 (g) → 2S(s) + 2H2O(l) h) 2HCl(aq) + Zn(OH) 2 (s) → ZnCl2 (aq) + 2H2O (l)


42

35.-Un alumne suggereix que, en comptes d’ajustar les equacions modificant els coeficients de les fórmules, és més senzill de canviar els subíndexs que hi apareixen. Què et sembla la idea ? Justifica la teva resposta. 36.- Ajusta per tempteig les equacions següents: a) NH3 (g) + O2(g) → NO (g) + H2O (g) b) Fe(s) + O2 (g) → Fe2O3 (s) c) Fe2O3 (s) + CO(g) → Fe(s) + CO2 (g) d) C2H6 (g) + O2(g) → CO2 (g) + H2O (g) e) Fe2S(s) + O2(g) → SO2 (g) + Fe2O3 (s) f) SO2 (g) + O2(g) → SO3 (g) 37.- Per evitar que el vi que conté una bóta es torni àcid, es crema sofre en el seu interior. Sabries explicar per què ?

38.- El clorat de potassi, KClO3 , es descompon en escalfar-lo i dóna lloc a oxigen, O2, i clorur de potassi , KCl, Quants grams d’oxigen s’obtindran si descomponem 5 g de clorat de potassi? 39.- Quan l’alumini, Al, i el iode, I2, reaccionen es produeix triiodur d’alumini, AlI3,. Calcula quants grams de iode es necessiten per reaccionar completament amb 5 g d’alumini. 40.- El metall zinc és atacat per l’àcid clorhídric, HCl, produint clorur de zinc, ZnCl, i hidrogen gas, H2,. Calcula quin volum d’hidrogen , mesurat en condicions normals de pressió i temperatura, es desprèn quan es consumeix 20 g de zinc. 41.- El propà, C3H8, crema amb oxigen , O2, i es produeix diòxid de carboni, CO2, i aigua. Si volem obtenir 180,3 L de diòxid de carboni, mesurats en condicions normals, quants grams de propà haurem de cremar ? 42.- La combustió d’un mol de propà desprèn 2218 kJ. Calcula quanta calor desprendrà la combustió de 88 g de propà. 43.- El metà, CH4, crema en presència d’oxigen, O2, i produeix diòxid de carboni, CO2 i aigua. Calcula. a)el volum d’oxigen gas, mesurat en condicions normals, necessari per cremar totalment 25 g de metà b) quants grams de diòxid de carboni es podrien obtenir si es cremessin totalment 3 L de gas metà, mesurats en les mateixes condicions.

44.- Tenim l’equació : CaCO3 + NaCl → Na2CO3 + CaCl2 a) ajusta-la b) quants grams de Na2CO3 es poden preparar a partir de 200 g de CaCO3? c) quants grams de NaCl caldran per poder realitzar aquest procés ? 45.- La combustió de l’etanol ,C2H5OH. Produeix diòxid de carboni i aigua. Calcula el volum d’aigua que s’obté al cremar 100cm3 d’etanol (la densitat de l’etanol és de 0,79 g/cm3)

I.E.S. CIRVIÀNUM 4t. E.S.O.

Seminari de física i química pràctiques 4t.eso

1

ORIENTACIONS GENERALS

Es treballarà amb grups , sempre els mateixos, que ocuparan

setmanalment la mateixa taula de laboratori

Cada grup tindrà un full de treball on prendrà nota de totes les mesures

efectuades , i un altre on disposarà els resultats en taules de valors i

respondrà a les preguntes plantejades en el guió.

Caldrà presentar, a l’ordinador, l’informa de cada pràctica .

Les taules de valors s’han d’encapçalar amb el símbol de la magnitud i la

unitat utilitzada entre parèntesis .Els valors numèrics han de tenir el

nombre de xifres significatives just.

Les gràfiques de cada pràctica es presentaran amb paper mil·limetrat, en

l’escala adequada . En cada eix ha de constar-hi el símbol de la

magnitud i la unitat entre parèntesis.

mètode de treball 1. llegiu atentament les instruccions de la pràctica

2. pregunteu els dubtes abans de començar

3. repetiu les mesures unes quantes vegades i calculeu la mitjana per tal

de que les mesurses per excés o per defecte es conpensin mutuament

4. si alguna mesura té un valor que s’aparti molt de les altres, s’h d’intentar

trobar la causa ( manipulació incorrecta, error en la lectura,,,) Després

d’assegurar-se de que no és conseqüència de les limitacions del procés

de mesura es pot prescindir d’ella fent-ho constar en l’informe

RECORDEU : ÉS UN INSTITUT PER

A TOTS , CAL DEIXAR EL LLOC DE

TREBALL NET I ORDENAT


2

MESURA DE MAGNITUDS

Objectius • Emprar el flexòmetre i el peu de rei o calibre com a aparells de mesura de

longituds.

• Emprar el transportador o semicercle com a aparell de mesura d'angles.

• Emprar el cronòmetre com a aparell de mesura de temps.

• Mesurar amb el grau correcte de precisió segons la sensibilitat de cada

aparell.

• Diferenciar entre sensibilitat, exactitud i precisió.

• Reconèixer els errors en fer una mesura i quantificar-los.

Material

cinta mètrica

peu de rei o calibre

transportador d’angles

cronòmetre

llibre

cilindre metàl·lic

material divers……

1a experiència: Mesura de longituds Procediment 1. Observa la cinta mètrica i el flexòmetre. Quins són els seus rangs de

mesura? I la seva sensibilitat?

2. Amb l'ajut de la cinta i el flexòmetre mesura i anota amb el grau de precisió

adequat les dimensions del llibre.

3. Amb l'ajut del flexòmetre mesura i anota amb el grau de precisió adequat les

dimensions de:

a) La pissarra de la classe.

b) El tamboret on seus.

Fes un croquis en cada cas on es vegin les mesures amb claredat.

4. Observa el peu de rei que tens en el teu kit. Quin és el seu rang de mesura?

I la seva sensibilitat?

5. Amb l'ajut del peu de rei mesura i anota amb el grau de precisió adequat , les

dimensions de el material que et doni el professor

Fes un croquis en cada cas on es vegin les mesures amb claredat.


3

Conclusions 1. Redacta un petit protocol d'ús de la cinta mètrica

2. Redacta un petit protocol d'ús d'un peu de rei.

2a experiència: Mesura d’angles Procediment 1. Observa el transportador. Quin és el seu rang de mesura? I la seva

sensibilitat?

2. Amb l'ajut del transportador mesura i anota amb el grau de precisió adequat

quin angle correspon a un espai angular de 20 dents en cadascuna de les

rodes dentades.

Conclusions 1. Redacta un petit protocol d'ús d'un semicercle.

3a experiència: Mesura de temps Procediment 1. Observa el cronòmetre. Quin és el seu rang de mesura? I la seva

sensibilitat?

2. Amb el material que tens munta un pèndol simple. Un cop muntat, anota

clarament les característiques del teu pèndol.

3. Amb l'ajut del cronòmetre mesura i anota amb el grau de precisió adequat el

temps que triga el teu pèndol a descriure 5, 10 i 15 oscil·lacions completes.

Conclusions 1. Redacta un petit protocol d’ús d’un cronòmetre.


4

Qüestionari 1. Comenta en termes d’exactitud i precisió els resultats dels concursants A, B i

C.

2. Quin és el rang i la sensibilitat de cada un dels instruments de mesura que

has utilitzat?

3. Dels tres lectors de la temperatura quin la llegeix millor? Quin tipus d’error

han comès els altres?

4. El resultat de la mesura d’una temperatura és 21,3ºC. Quina deu ser la

sensibilitat del termòmetre? Quina diferència hi hauria si el resultat de la

mesura fos 21,30ºC? I si fos 21ºC?

5. Quan has mesurat la llargada del llibre amb el regle i el flexòmetre quin ha

estat l’error relatiu que has comès?

6. Digues quin ha estat l’error relatiu més gran i el més petit que has comès en

fer les mesures amb cada un dels tres instruments.


5

MOVIMENT RECTILINI UNIFORME

Objectiu: Comprovar que en un M.R.U. la velocitat és constant.

Material: Tub de vidre, alcohol, oli, comptagotes, cronòmetre, cinta mètrica.

Procediment: Fer marques al tub cada 10 cm fins al final, omplir-lo amb

l’alcohol, i tirar amb el comptagotes una gota d’oli. Mesurar el temps cada 10

cm. Repetir-ho tres vegades.

Taula de dades .

Càlculs i resultats: Fer la mitjana del temps de les tres vegades, calcular la

velocitat a cada tram i fer el gràfic espai-temps i velocitat-temps.

Observacions.


6

MOVIMENT RECTILINI UNIFORMENT ACCELERAT

Objectiu : Fer un muntatge per estudiar aquest tipus de moviment Prendre mesures i quantificar-les Fer representacions gràfiques i interpretar-les Material : Carril d’uns 2 metres de longitud Bola d’acer Flexòmetre Cronòmetre

Balança

Procediment :

• Munta un pla inclinat amb el carril i dóna una petita inclinació que calcularàs

• Fes un senyal cada 25 cm • Mesura el temps que triga una bola en fer el recorregut de cada marca • Per cada punt fes-ho tres o quatre cops.

Dades :

• Prepara una taula de resultats posició-temps

……………Repeteix el procediment canviant la inclinació del carril ……………Repeteix el procediment canviant la massa de la bola

Càlculs , observacions i conclusions.

Calcula l’acceleració a partir de la fórmula ∆x = ½·a·t2


7

DETERMINACIÓ DEL VALOR DE L’ACCELERACIÓ DE LA GRAVETAT

Objectiu: Obtenir experimentalment el valor de l’acceleració de la gravetat

Consideracions prèvies : La física anomena pèndol simple el sistema format

per un fil amb un extrem fix i un cos lligat a l’altre.

Tothom sap que quan se separa el cos del pèndol de la seva posició d’equilibre

(amb el fil perfectament tibant) el pèndol comença a oscil·lar encara que la

separació sigui poca.

El temps que el pèndol tarda a fer una oscil·lació completa s’anomena període.

En cursos posteriors comprovaràs que el període d’un pèndol es pot calcular a partir de la fórmula :

on T és el període, l la longitud del fil, g , l’acceleració de la gravetat, agafada com valor positiu

Material : Suport amb nou i pinça

fil

dos cossos de masses diferents

cronòmetre

Experiència 1.-

a) lliga un dels cossos a l’extrem del fil

b) fixa’l a la pinça de manera que pugui oscil·lar lliurement

c) mesura la llargada del fil fins el centre de la bola

d) separa el pèndol de la seva posició d’equilibri una mica i mesura el

temps que triga a fer cinc oscil·lacions

e) repeteix el mesurament 10 vegades.

f) anota els resultats


8

Experiència 2.-

a) munta tres vegades més el pèndol com a l’experiència anterior, però

amb fils de diferent longitud cada vegada

b) repeteix els mateixos pasos que en l’experiència anterior

Experiència 3

Substitueix el primer cos pel segon y fes les mateixes determinacions del

període, però només amb una longitud del fil

Dades Representa-les en diferents quadres

Observacions i conclusions

Qüestions :

a) el període del pèndol, depèn de la massa ? Justifica la resposta basant-

te en els resultats de les experiències

b) com varia el període en modificar la longitud del fil ?

c) a partir de les dades experimentals i de la fórmula de la període, calcula

el valor de l’acceleració de la gravetat.


9

LLEI DE HOOKE

Objectiu:Comprovar que la deformació , allargament d’un ressort , és

directament proporcional a la força que el produeix

Establir la relació entre força i deformació com a principi per mesurar forces :

dinamòmetres.

Deduir la massa d’una peça de massa desconeguda

Material:

• suport

• nou i pinça

• molla

• portamasses

• regla graduada

• discs ranurats de massa conegut

Procediment :

1.- Amb el suport , la nou i la pinça fés un muntatge per aguantar la molla

2.- Col·loca la molla ajustada a zero amb la regla graduada

3.-Vés col·locant masses al porta i vés anotant l’allargament de la molla

Dades i càlculs

mesura massa kg

força N

Δl 1 Cm

Δl 2 cm

Δl 3 cm

Δl mig cm

1r

2n

3r

4t

5è

6è


10

Qüestions.

1. representa en paper mil·limetrat la gràfica F i Δl mig 2. deduïu l’equació que relaciona ambdues magnituds

3. determineu el valor de la constant

4. si poguéssiu repetir la pràctica amb una molla diferent , què

passaria amb el valor de la constant ?

5. agafeu la massa problema i pengeu-la de la molla. Determineu

l’allargada i utilitzant la gràfica determineu el valor de la massa

6. com construiríeu un aparell de mesura de forces?


11

EQUILIBRI DE FORCES

Objectiu: Comprovar que es compleix la relació FA·dA = FB·dB

Material:

• Suport,

• pinces,

• nou,

• barra metàl·lica,

• porta-masses

• diferents masses

• flexòmetre

• balança

Procediment:

1.- equilibrar la barra al suport

2.- mesurar les masses de diferents objectes,

3.- penjar-les a cada costat de la barra

4.- mirar a quina distància s’equilibra la barra respecte al punt d’aplicació.

5.- repetir l’experiència segons el nombre de components del grup

Dades :

(escriu-les amb la taula corresponent)

Càlculs : Observacions i Conclusions :


12

MESURA DE LA DENSITAT DE L’OLI Objectiu: Utilitzar el principi fonamental de l’estàtica de fluids P= ρ·g·h , per

obtenir la densitat d’un líquid si coneixem la densitat d’un altre

Material:

• tub de vidre en forma d’U obert pels extrems

• aigua destil·lada , oli d’oliva o gira-sol

• suport amb nou i pinces per subjectar el tub en U

• regle graduat.

• provetes

Procediment:

1.- Fes el muntatge de la figura

2.- Aboca una mica d’aigua en el tub fins que assoleixi

uns quants centímetres d’altura a les branques verticals

3.- Aboca una mica d’oli en una de les branques i deixa que assoleixi l’equilibri

4.- Marca amb un retolador els punts A i B , que corresponen a l’interfície

aigua-oli i al punt situal a la mateixa altura de la branca oposada. Mesura amb

el regle les altures

5.- Repeteix tres vegades o quatre l’experiment i anota els

Resultats

6.- Repeteix l’experiència amb l’oli de gira-sol

Dades

..........

Càlculs Segons el principi fonamental de l’estàtica de fluids PA = PB, el que ens

permet calcular la densitat de l’oli sabent que la de l’aigua destil·lada és

d’1g/cm3


13

DETERMINACIÓ DE LA CALOR ESPECÍFICA D’UN METALL

Objectiu : La calor específica d’un metall es pot determinar posant aquest

metall en contacte amb un altre cos, per exemple aigua , a diferent temperatura

a l’interior d’un calorímetre. Recordem que la calor cedida per un cos ha de ser

igual a la calor absorbida per l’altre cos

Material :

• calorímetre amb termòmetre i agitador

• balança

• bec de bunsen

• trespeus i reixeta

• proveta

• vas de precipitats 0,5L

• pinces

• aigua

• peça de metall homogènia de 100 a 200 g

Procediment

1.- Aboca 1 L d’aigua al calorímetre i tanca’l . Espera uns 2 minuts i mesura la

temperatura de l’aigua del calorímetre , t1

2.- Pesa a la balança la peça de metall

3.- Col·loca sobre la reixeta un vas de precipitats amb prou aigua per cobrir el

metall i escalfa fins gairebé l’ebullició

4.- Introdueix el metall en el vas i apaga el Bunsen. Al cap de tres minuts,

mesura la temperatura de l’aigua. Aquesta temperatura serà la temperatura del

metall, t2

5.- Extreu el metall del vas amb unes pinces, introdueix-lo ràpidament en el

calorímetre i tanca’l

6.- Observa com augmenta la temperatura en el calorímetre. Remena l’aigua

de tant en tant i espera que s’estabilitzi la temperatura. Aquesta és la

temperatura d’equilibri, t.


14

Dades :

aigua metall Massa , m1 = Calor específica , ce1 = Temperatura inicial t1=

Massa m2 = Calor específica ce2 =? Temperatura inicial t2 =

Temperatura d’equilibri t=

Càlculs :

I.E.S. CIRVIÀNUM 4t. E.S.O.


1

MATERIAL DEL LABORATORI DE QUÍMICA Abans de començar el treball de laboratori és molt important conèixer bé el material

que caldrà emprar, tant el nom com la utilitat.

Com podràs comprovar , una gran part del material és de vidre o de porcellana i,

doncs, és molt delicat. Cal tenir molta cura en el moment de fer-lo servir i cal netejar-lo

bé per poder-lo usar posteriorment.

Tot seguit et mostrem el material d’ús més freqüent :

Material que pot escalfar-se :

Matràs de fons

rodó Vas de

precipitats Erlenmeier Càpsula de

porcellana Tub d’assaig

Instruments per mesurar volums exactes :

Proveta graduada

Bureta Pipeta graduada Pipeta aforada Matràs aforat


2

Material divers :

Bec de Bunsen Reixeta ceràmica Nou Pinces per suport

Suport Cèrcol Trespeus Pinça per tub d’assaig

Escombreta Espàtula Vareta de vidre Gradeta


3

Embut de decantació Cristal·litzadors Refrigerant Embut de vidre

Càpsules de Petri Morter de vidre Gresol Vidre de rellotge


4

TREBALLAR AL LABORATORI DE QUÍMICA El laboratori de química és una mica més perillós que el de física, de manera

que hem de vigilar molt més , procurant no fer cap tonteria ni tampoc cap

brometa que ens pugui costar un accident

NORMES DE SEGURETAT

Un laboratori és un espai amb unes característiques especials. El material que

podem trobar-hi pot ser l’origen d’accidents si no tenim en compte unes normes

mínimes de seguretat. Aquestes normes tenen com a objectiu donar a conèixer

què cal fer per evitar accidents i com s’ha d’actuar en els més freqüents .

Llegeix amb atenció la “normativa bàsica del laboratori escolar “

1. Abans de començar una experiència has de llegir el guió de la pràctica i

comprendre’l

2. Has de fer l’experiència tal com està descrita al guió , si vols fer algun

canvi cal consultar al professor

3. L’ordre i la neteja són fonamentals per a un treball correcte

4. Si cau un producte químic sobre teu, t’has de rentar amb aigua freda i

comentar-ho al professor

5. No s’han de tocar els reactius químics amb les mans. Fes servir

l’utillatge corresponent

6. Mai tastar un reactiu químic, menjar o beure al laboratori

7. Per olorar un reactiu has de fer venir una mica de vapor a la cara

passant la mà per sobre del recipient.

8. Els papers de filtre usats i les restes de productes sòlids s’han de llençar

a la paperera corresponent. El material de vidre trencat , en un

contenidor exclusiu. Els altres productes , on t’indiqui el professor/a

9. No has d’obstaculitzar la sortida del laboratori amb tamborets, cadires,

carteres, etc. Cal que estigui sempre lliure per poder evacuar el recinte

amb tranquil·litat i rapidesa en cas necessari .

10. En tot moment has de tenir cura del material de laboratori, tant de

conservar-lo com de netejar-lo . La transgressió d’aquesta norma et pot

comportar haver d’abonar el preu del material malmès i la possibilitat de

l’expulsió


5

ETIQUETATGE DE PRODUCTES EN EL LABORATORI DE QUÍMICA

Els productes químics poden ser potencialment perillosos i , per tant, s’han

d’etiquetar, controlar , ordenar i eliminar correctament.

En una etiqueta hi trobem : Icones o pictogrames i símbols.

Tot seguit et mostrem la classificació de les substàncies perilloses amb

els pictogrames corresponents en la forma més convencional:


6

RISCS ESPECÍFICS DELS REACTIUS A més del pictograma corresponent , en l’etiqueta , s’ha d’incloure els riscs particulars del reactiu. Aquests es representen mitjançant una R majúscula amb un subíndex del 1 al

48, que corresponen a frases normalitzades característiques dels riscs. La lletra

R indica perillositat

També apareix la lletra S que tracta d’un consell de prudència:

• De R1 a R19 : explosiu i/o inflamable

• De R20 a R23 : nociu o tòxic

• De R34 a R38 : cremades o irritacions

• De R39 a R48 : lesions o alteracions que poden ser molt greus

• De S1 a S17 i de S47 a S53 : consells de conservació i protecció del

producte

• De S18 a S40 : consells de manipulació i protecció davant la utilització

• De S40 a S46 : consells en cas d’accidents ocasionats per productes

químics

En un mateix producte s’hi poden indicar combinacions de més d’una R i S .

PRÀCTICA :

Analitza l’etiqueta de tres reactius , que el professor et donarà, i fes un

esquema de tot el que hi veus.


7

COLORACIÓ A LA FLAMA D’IONS METÀL·LICS OBJECTIU : Distingir ions metàl·lics segons el seu comportament al augmentar

considerablement la seva temperatura. Mitjançant la seva observació amb un

espectroscopi es veu que formen un espectre de línies , que és diferent per a

cada element. No hi ha dos elements amb el mateix espectre.

Es tracta d’un anàlisi qualitativa, ja que no mesurem la quantitat del ió , només

que hi sigui.

MATERIAL :

• Fil de nicrom amb mànec

• Àcid clorhídric 6M

• clorurs de : sodi, potassi, calci, estronci, bari, liti i coure (II)

• bec de Bunsen

• vidres de rellotge

• vas de precipitats petit

• vidre blau de cobalt

• espectroscopi manual

PROCEDIMENT :

1.- Neteja el fil de nicrom amb HCl i introdueix-lo a la zona blava de la flama del

bec de Bunsen. Tornar a escalfar i repeteix l’operació fins que la coloració de la

flama es mantingui constant

2.- Posa una mica de sal en l’extrem del fil de nicrom i introdueix-lo a la flama.

Observa’n el color

3.- Repeteix la mateix operació i observa el color que emet la sal a traves de

l’espectroscopi manual

4.- Neteja el fil i mira els colors de cadascuna de les sal que tens.

5.- De vegades podem tenir alguna dificultat per observar els colors produïts a

causa de la coloració groga que adquireix la flama per culpa del sodi present en

el gas. Aquest inconvenient es pot resoldre si observes la flama a través d’un

vidre acolorit

DADES I RESULTATS. Fes-ho amb una taula


8

CONCLUSIONS :

QÜESTIONS : a) què s’entén per espectre d’una substància ?

b) per què ho fem en la zona blava de la flama ?


9

ÀTOMS , IONS , ISÒTOPS

Avui donarem un cop d’ull als elements químics... i els trobarem ordenats a la taula periòdica que pots trobar a l’Edu365 / ESO /Ciències de la Naturalesa / Enllaços d’interès / Taula periòdica o directament a l’adreça de la Societat Catalana de Química: http://scq.qo.ub.es/scq/nostrescoses/taula/taulespremiades/oriolbonjoch/ taulaperiodica.htm Aquesta és una de les moltes taules periòdiques que podem trobar a internet. També és interessant la del portal Educaplus http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~jpccec/tablap/index1.html Aquesta però la deixarem perquè la puguis mirar tu mateix tranquil·lament des de casa...

ACTIVITATS

1. Observa el color de fons de cada element químic. a. Quants i quins elements es troben en estat líquid a la temperatura normal? b. La majoria d’elements en quin estat els trobem habitualment? 2. Quin és el nom i el número atòmic de l’element més gran que no ha produït artificialment l’home? 3. Gasos nobles... a. Quants gasos nobles existeixen? b. En quina columna els poden trobar? c. Quins són les seus noms? 4. En la taula periòdica hi ha més abundància d’elements metàl·lics o de no-metàl·lics? 5. Escriu el nom de 5 elements no-metàl·lics. 6. El primer element de la taula periòdica és l’hidrogen... a. Quin és el seu numero atòmic? b. Quants protons té en el nucli? c. Quants electrons té en l’escorça? d. Quins isòtops existeixen de l’hidrogen i en quina proporció? e. Quants neutrons té el nucli de l’isòtop més abundant a la naturalesa? f. Dibuixa esquemàticament aquest isòtop. 7. El segon element és... a. Quin és el seu nom i símbol? b. Quants protons té en el nucli? c. I quants electrons en l’escorça? d. Quins són els isòtops que existeixen d’aquest element? Quin és el més abundant? e. De l’isòtop més abundant, pots dibuixar-ne l’àtom?


10

8. Pots situar el carboni en la taula periòdica i... a. Escriu els isòtops que existeixen del carboni i la seva abundància. b. Quin és el número atòmic, el número de neutrons, el número màssic i el número d’electrons de l’isòtop 14 d’aquest element. 9. Omple la següent taula sempre referint-nos a l’isòtop més abundant de cada element.

10. Busca el plutoni, entra-hi i contesta: a. Quin any es va descobrir i qui va ser el seu descobridor? b. El seu nom, d’on prové? c. Quina és la seva densitat? Compara-la amb la de l’aigua i la del mercuri. d. Quines temperatures de fusió i d’ebullició té? e. Quin és el Símbol del seu isòtop més petit? Quants protons, neutrons i electrons té? 11. Observa la relació que hi ha entre els números Z i N dels 6 primers elements de la taula periòdica (sempre de l’isòtop més abundant). Ara observa la relació que hi ha entre els números Z i N dels elements químics més grans (per exemple del 85 al 90). a. Pots completar la frase següent? En els elements químics petits el nombre de protons i de neutrons és ... en canvi en els elements més grans el nombre de neutrons és ...que el de protons. 12. Dóna un cop d’ull a la configuració electrònica dels elements i contesta les preguntes següents: a. Quina és la característica comuna dels elements que estan a la mateixa fila? Per respondre observa successivament els elements de la tercera fila (per exemple): Na,Mg, Al, Si... b. Els elements de la primera columna (alcalins) tenen una característica comuna en quant a la seva configuració electrònica, quina és? c. I els elements alcalinoterris (segona columna), quina és la seva característica comuna? d. Els gasos nobles són els de la última columna i tenen en comú que... e. Completa la frase següent: Els elements químics de la mateixa columna de la taulaperiòdica... i els elements de la mateixa fila... 13. Finalment, podries escriure els números necessaris per dibuixar els àtoms, isòtops o ions següents? a. 4He, 12C+, 20F2

-, 56Fe, 42Ca2+, 235U


11

REPRESENTACIÓ DE MODELS MOLECULARS OBJECTIUS.-

1.- Construir models moleculars de molècules senzilles i de macromolècules

2.- Distingir els diferents tipus d’enllaç : simple, doble i triple

3.- Reconèixer els diferents tipus de geometria molecular.

4.- Saber representar estructures de Lewis

MATERIAL.-

Models moleculars ;

PROCEDIMENT.-

1) Utilitzant els enllaços i tenint en compte el codi de colors de les boles ;

construeix el model molecular de les molècules següents : H2 ; O2 ; N2 ;

HCl ; H2O ; NH3 ; CO2 ; CH4 ; CCl4 ; HNO3 ; CH3CH3 ; NH4 +.......

2) Un cop fets els models , representa’ls en una taula que reculli la fórmula,

el dibuix del model i l’estructura de Lewis corresponent

RESULTATS OBTINGUTS.-


12

QÜESTIONS.-

A) Indica quines molècules de les representades tenen un enllaç doble o triple

B) De les molècules treballades ¿n’hi ha alguna que no segueixi la regla de l’octet ? Per què ?

C) Hi ha exemples que són excepcions d’aquesta regla. Dibuixa l’estructura de Lewis dels compostos PCl5 i BCl3 i indica quants electrons envolten el fòsfor i el clor respectivament .

D) Quin tipus de geometria tenen les molècules : H2 ; O2 ; N2 ; HCl ; H2O ; NH3 ; CO2 ; CH4 ; CCl4 ; HNO3 ; CH3CH3 ; NH4 +.......

E) Busca informació sobre les propietats del carboni grafit i el carboni diamant , i fes-ne un estudi comparatiu.


13

RECONEIXEMENT DEL TIPUS D’ENLLAÇ D’UNA SUBSTÀNCIA SEGONS LES SEVES PROPIETATS.- OBJECTIUS.- 1.- Comprovar les diferents propietats físiques de diversos cristalls i relacionar aquestes propietats amb l’estructura i el tipus d’enllaç del cristall. 2.- Comprovar la conductivitat de les substàncies iòniques en dissolució i en estat fos. MATERIAL I REACTIUS.- - espàtules - clorur de sodi - morter i mà de morter - sofre - vasos de precipitats de 250 ml - sorra - vaselina de punt d’ebullició alt - naftalina - tubs d’assaig - iode - termòmetre 0-300 0C - zinc - suport - carboni (grafit) - anella amb nou - aigua destil·lada - bec de Bunsen - toluè - reixeta d’amiant - elèctrodes de grafit - font d’alimentació - bombeta - gresol - triangle refractari PROCEDIMENT.-

Assaig de duresa.- 1. Pren una punta d’espàtula d’una de les substàncies i posa-la en el

morter 2. Aixafa-ho amb la mà de morter 3. Fes el mateix amb cada substància 4. Observa els resultats , anota’ls .

Assaig del punt de fusió.- 1. Omple el vas de precipitats de 250 ml fins a la meitat amb vaselina 2. Posa una mica de cada substància en tubs d’assaig marcats (cada

substància en un tub) . Introdueix el termòmetre i els tubs d’assaig dins el vas de vaselina sense que toquin el fons o les parets del tub. Escalfa-ho amb bec de Bunsen fins a 200 oC

3.- Anota quines substàncies s’han fos i a quina temperatura ho han fet. 4.- Observa les parets del tub que conté el iode. Anota el que observes.

Assaig de solubilitat.- 1. Torna a posar en uns altres tubs d’assaig marcats , una mica de cada

substància


14

2. Afegeix a cada tub uns 10 ml d’aigua destil·lada 3. Observa i anota quines substàncies són solubles 4. Repeteix el procediment però utilitzat toluè . Observa i anota quines

substàncies són solubles.

Assaig de conductivitat en solució.- 1. Prepara una solució de cadascuna de les substàncies solubles en aigua 2. Aboca’n una en el vas de precipitats de 100 ml 3. Posa els elèctrodes de grafit i connecta’ls com mostra la imatge del llibre

de text 4. Anota i observa si la bombeta s’encén 5. Renta el vas i repeteix el procediment amb la resta de solucions

Assaig de conductivitat de substàncies foses.- 1. Posa una mica de substància en el gresol 2. Col·loca el gresol damunt el triangle refractari i munta amb els elèctrodes

el mateix circuit de l’assaig anterior 3. Escalfa-ho fins que la substància es fongui 4. Observa i anota si la bombeta s’encén 5. Repeteix el procediment amb la resta de substàncies

Si la substància no es fon, fes la connexió directament a la pila , sense elèctrodes. Observa i compara els resultats. Compte! Cal que netegis els elèctrodes i el gresol després de cada prova. RESULTATS.- Escriu els resultats dels assaigs en una taula on consti : el punt de fusió , la solubilitat en aigua o en toluè ; la duresa, i la conductivitat en estat fos o en estat sòlid. CONCLUSIONS.- Tenint en compte els resultats de la taula, classifica les substàncies segones el tipus d’enllaç : iònic, covalent o metàl·lic


15

PREPARACIÓ DE DISSOLUCIONS OBJECTIU.-

Saber preparar solucions , de concentració coneguda , a partir de qualsevol

tipus de substància i en qualsevol tipus de presentació.

CONEIXEMENTS PREVIS.-

Per la gran utilització que de les dissolucions es fa en tota mena de laboratoris,

és imprescindible conèixer la problemàtica a l’entorn de la seva preparació,

fonamentalment en les tres situacions següents pel que fa referència al solut

A) A partir d’un producte pur

B) A parir d’un producte pur amb aigua de cristal.lització

C) A partir d’una "solució més concentrada " com és el cas de productes de

gran importància com ara : àcid sulfúric, àcid clorhídric , àcid fòrmic,

amoníac...

En tots els casos el solvent serà l’aigua

La situació que podríem plantejar és la preparació de 100 ml de dissolució 0,15 M de.

a) clorur de potassi

b) sulfat de cobalt (II) -7-hidratat

c) àcid fòrmic

A) A partir d’un producte pur : KCl MM = 74,5 CÀLCULS.- 0,100 dm3 . 0,15 mol . 74,5 g = dm3 mol B) A partir d'un "producte pur amb aigua de cristal·lització " CoSO4. 7H2O MM= 281,1 CÀLCULS.- 0,100 dm3 . 0,15 mol . 281,1 g = dm3 mol C) A partir d'una dissolució més concentrada. Àcid fórmic 85% H-COOH densitat=1200 kg/m3 MM= 46 CÀLCULS.- 0,100 dm3 . 0,15 mol . 46 g . 100 g dissolució =

dm3 mol 85 g àcid fórmic


16

Un cop hem realitzat els càlculs pertinents segons el tipus de solut que hem de

mesurar seguim un procediment general.

PROCEDIMENT.- Per preparar una dissolució al laboratori cal seguir amb ordre, precisió i molta cura tots els passos citarem a continuació :

1. Pesar amb molta precisió la quantitat de solut que prèviament hauràs calculat

2. Dissoldre-la parcialment amb aigua destil·lada, si el solut és sòlid 3. Introduir-ho en el matràs aforat 4. Introdueix més aigua destil·lada en el vas de precipitats de manera que

tot el solut es dissolgui i passi al matràs aforat 5. Amb una pipeta acaba d’enrasar correctament 6. Si el nivell del líquid sobrepassa l’enrasament , has de tornar a intentar-

ho. 7. Finalment tanca el recipient amb el seu tap i agita’l bé.

Si preparem una solució més diluïda a partir d’una de més concentrada, posarem aigua en un vas de precipitats i afegirem la mesura exacta de la solució concentrada, mai al revés. Desprès ho aboquem al matràs aforat En el dibuix següent s’explica de forma gràfica el procediment

a partir d’una solució més concentrada


17

DETERMINACIÓ DE L’ACIDESA O BASICITAT OBJECTIU: Conèixer les propietats àcides o bàsiques de substàncies que

utilitzem habitualment.

Aquesta determinació la portarem a terme amb indicadors, substàncies que

canvien de color segons la naturalesa àcida o bàsica de la solució a la qual

s’afegeixen.

MATERIAL I REACTIUS

• Gradeta amb tubs d’assaig • Paper indicador universal • Fenolftaleïna • Blau de bromotimol • Substàncies d’ús comú : vinagre, suc de taronja, pasta de dents, lleixiu,

sal . llet, aigua , refresc de cola.. • Vareta de vidre

PROCEDIMENT En un 3 tubs d’assaig posa-hi una petita quantitat d’HCl i en uns altres una de

NaOH.

Hi col·loques paper indicador, unes gotes de fenoftalïna i unes gotes de blau de

bromotimol en cadascun dels tres tubs i de cadascuna de les substàncies.

Anota en una taula els seus colors enfront d’una substància àcida i d’una de

bàsica .

1.- Col·loca en tres tubs d’assaigs molt nets una petita quantitat de la solució de

la substància que volem estudiar.

2.- Amb la vareta mulla el primer tub i el poses sobre el paper indicador, afegeix

unes gotes de fenolftaleïna en el segon tub , i unes gotes de blau de

bromotimol en el tercer tub.

3.- Anota en una taula el color que observes en cada cas

4.- Repeteixo per a cadascuna de les substàncies que ens cal analitzar

DADES I RESULTATS... En una taula


18

CONCLUSIONS

QÜESTIONS.

a) quina importància pràctica pot tenir l’ús d’indicadors?

b) el pH és una mesura de l’acidesa o la basicitat. Quin valor

aproximat de pH assignaries a cadascuna de les substàncies

anteriors

c) Observa el pH indicat en l’envàs d’un xampú. És bàsic o àcid?

Informa’t sobre la importància d’aquesta dada per a tenir cura del

cabell.


19

REACCIONS QUÍMIQUES OBJECTIUS.-

1.- Observar alguns canvis químics evidents

2.- Comprovar que moltes reaccions químiques tenen lloc en medi aquós

3.- Interpretar els canvis químics observats mitjançant equacions químiques

4.- Comprovar que tots els canvis químics absorbeixen o alliberen energia.

MATERIAL I REACTIUS.- .- Paper de filtre .- solució de nitrat de plata .- espàtula .- solució d’HCl diluït .- vidres de rellotge .- solució de cromat de sodi .- gradeta amb tubs d’assaig .- solució de sulfat de coure (II) .- cinta de magnesi .- clorur d’amoni .- nitrit de sodi .- zinc

REACTIVITAT D’UNA SAL DE PLATA AMB LA LLUM 1.- Pren un paper de filtre i fes-ne dos trossos 2.- Aboca 5 gotes de solució de nitrat de plata en cada tros 3.- Guarda un tros en un lloc resguardat de la llum i posa l’altre al costat d’una finestra 4.- Passat el temps , compara’ls CAL ANOTAR SEMPRE ELS RESULTATS. REACCIÓ DEL NITRAT DE PLATA AMB ÀCID CLORHÍDRIC. 1.- Posa 5 ml (aproximadament) de solució de nitrat de plata en un tub d’assaig col·locat en la gradeta 2.- Anota les característiques (aspecte, color de la solució...) 3.- Afegeix al tub, gota a gota, la mateixa quantitat d’àcid clorhídric 4.- Anota les característiques de l’àcid i què passa en la reacció (quantes gotes has hagut d’afegir per observar-hi algun canvi, quin canvi has observat, què passa si , després de la reacció , deixes el tub a la gradeta, si el tub s’ha escalfat...) REACCIÓ DEL NITRAT DE PLATA AMB EL CROMAT DE SODI. 1.-Posa uns 5 ml de solució de nitrat de plata en un tub d’assaig 2.- Afegeix , gota a gota, la mateixa quantitat de solució de cromat de sodi 3.- Anota tot el que has observat.


20

REACCIÓ DEL MAGNESI AMB L’OXIGEN 1.- Pren la cinta de magnesi amb una pinça de fusta i acosta-hi un llumí 2.- Anota què hi has observat

REACCIÓ DEL CLORUR D’AMONI AMB NITRIT DE SODI 1.- Pren una punta d’espàtula de clorur d’amoni i posa-la en un tub d’assaig 2.- Anota les seves característiques 3.- Posa en el mateix tub una punta d’espàtula de nitrit de sodi i apunta també les seves característiques 4.- Afegeix al tub unes gotes d’aigua 5.- Observa què passa i anota-ho REACCIÓ DEL ZINC AMB SULFAT DE COURE (II) 1.- Posa un tros de zinc en un tub d’assaig 2.- Anota les característiques de la solució de sulfat de coure (II) i afegeix uns 5 ml d’aquesta solució. 3.- Anota els canvis que es donen en la reacció.

OBSERVACIONS


21

QÜESTIONS A.-Què ha passat en els papers de filtre ? Per què ?

B.-Completa les equacions químiques de les reaccions que has experimentat i

iguala-les Nitrat de plata + àcid clorhídric

Nitrat de plata + cromat de sodi

Clorur d’amoni + nitrit de sodi

Magnesi + oxigen

Zinc + sulfat de coure

C.- Quines reaccions són clarament exotèrmiques ? Quines són clarament

endotèrmiques ?

Documents

I.E.S. CIRVIÀNUM 4t.E.S.O. - xtec.cat 4t-2008.pdf · La física és una ciència que estudia les forces en què interactuen els cossos, des de ... La física és una ciència experimental