Solucionari fq eso4

Solucionari

027-036_F/Q Solucionari 1 24/7/08 11:41 Página 27


29

Unitat 1. El moviment

Activitats d’aprenentatge

1. x1 = 283 km x2 = 259 km x3 = 274 kmDesplaçament total: x3 – x0 = 28 km

2. La posició d’un objecte sempre l’expressem en relació amb un cos o un conjunt de cos-sos els quals anomenem sistema de referència o element de referència.Quan un cos està en moviment, la seva distància respecte als elements de referència va-ria en transcórrer el temps.Per calcular el desplaçament, restarem les longituds corresponents a la posició final i a laposició inicial del mòbil. Aquesta diferència se simbolitza per �x, que es llegeix «incrementde x».�x = x – x0

3. Mòbil 1: x = 4t; x(10) = 40 mMòbil 2: x = –60 + 8t; x(10) = 20 m

4.

5.

Els dos mòbils es creuen en l’instant t = 10 s, en el punt x = 150 m.

6. a) x = 20t x = 300 mb) x = 260 – 30t

7. a) Si l’acceleració és de 5 cm/s min, cada minut la velocitat del mòbil varia 5 cm/s.b) Si és de 2 000 km/h2, cada hora la velocitat del mòbil varia 2 000 km/h.

2 000 km/h2 > 5 cm/s min

8. a = 0,23 m/s2

9. v = 8 000 m/s = 28 800 km/h x = 1 000 km

x/m

300

200

100

10 20 t /s

m / sv

7,5

10 20 30 t / s

x / m

225

10 20 30 t / s

O P

x

P0x0 �x


10. A: x = 2 + 20t – 2t2

B: x = –8 (t – 5) + 3 (t – 5)2

C: x = –6 + 12 (t – 1) – (t – 1)2

D: x = 5 + 5 (t + 2)2

E: x = 10 + 5 (t – 8)

11.

12. En caiguda lliure, tots els cossos que es troben a prop de la superfície de la Terra es mouenamb una acceleració constant de 9,81 m/s2. Aquesta acceleració, anomenada accelera-ció de la gravetat, se simbolitza per g.

13. t = 2 s

14. La gràfica b és la d’un mòbil que es llança cap amunt verticalment i cau cap al punt de par-tida.La gràfica a és la d’un mòbil que es mou en sentit positiu amb m.r.u.v. fins a v = 0; després torna a augmentar la seva velocitat amb m.r.u.v. en sentit positiu.La gràfica c és la d’un mòbil que arrenca de velocitat zero i es mou amb m.r.u.v. en sentitpositiu. En arribar a un cert punt, disminueix la seva velocitat amb m.r.u.v. fins a velocitatzero.

15. Altura = 132,5 m

16. v = 26,5 m/s

m / sv

20

5 t / s

10

m / sv

10

0

–10

10 t / s

m / sv

10

5 t / s0

10

m / sv

5

10 t / s20

m / sv

30

t / s1

20

10

0–1–2


30


31

17. w = 358 rev/min

18. Busca horària: w = π/21 600 rad/sBusca minutera: w = π/1 800 rad/sBusca secundària: w = π/30 rad/s

19. Fa 13 500 voltes.

Activitat experimental

Caiguda lliure dels cossosResposta oberta.

Activitats finals

1. a) Anomenem així un mòbil tan petit, comparat amb el seu recorregut, que es consideraun punt geomètric. També rep els noms de massa puntual o partícula.

b) La posició d’un objecte sempre l’expressem en relació amb un cos o conjunt de cos-sos els quals anomenem sistema de referència o element de referència.

2. La posició d’un mòbil s’expressa per la longitud x de la porció de trajectòria compresa en-tre O i P. El punt O s’anomena origen.

En canvi, el desplaçament és la longitud de la porció de trajectòria compresa entre les po-sicions inicial i final del mòbil.Per representar la posició del mòbil utilitzem la lletra x, i per al desplaçament, �x.

3. – Anomenem velocitat mitjana entre dos instants determinats el desplaçament que realit-za un mòbil per unitat de temps entre els instants esmentats.

– La velocitat instantània és la velocitat mitjana en un interval de temps molt curt.– Anomenem rapidesa el valor absolut de la velocitat.

4. De menor a major velocitat: C, B, D, A.De menor a major rapidesa: D, B, A, C.

5. vm = 1,6 m/svm = –1 m/svm = 0,2 m/s

6. Mòbil 1: x = –8 + 4tMòbil 2: x = 15 + 3tMòbil 3: x = –50 + 6tMòbil 4: x = 210 – 10t

O P

x



7. a) x1(0) = 0 m; v = 10 m/sb) x2(0) = 12 m; v = –8 m/sc) x3(0) = –60 m; v = 20 m/sd) x4(0) = 70 m; v = –10 m/s

8. En 0,8 h, el mòbil es desplaça 60 km en sentit positiu amb una velocitat de 75 km/h. Du-rant les 0,60 h següents el mòbil està en repòs. Finalment, al cap de 0,60 h, el mòbil tor-na al punt de partida amb una velocitat de –100 km/h.

9. x = 4 + 15t

10.

11. x1 = 4t; x2 = 104 – 4tEs creuaran en l’instant t = 13 s.

50

50 t / min

m / sv

0

20

50 t / min

x / km

10

x / m

30

2 t / s

20

10

1

75

2 t / h

km / hv

0

–100

1


32


33

12.

Es creuen al cap de 2 hores, a 120 km del punt de partida del primer.

13. La moto atraparà l’automòbil 1,5 h després que passi el cotxe a 90 km del punt esmentat.

14. x1 = 60 – 60t; x2 = 5t – 10El primer mòbil surt, en l’instant 0, d’un punt situat a 60 m de l’origen i es mou a 6 m/s ensentit negatiu.El segon mòbil surt de l’origen, 2 segons més tard, i es mou a 5 m/s en sentit positiu.

15. a) Anomenem acceleració mitjana entre dos instants determinats l’increment de velocitatinstantània que experimenta un mòbil en cada unitat de temps entre els instants es-mentats.

b) S’anomena moviment rectilini uniformement variat (m.r.u.v.) el d’un mòbil que es des-plaça sobre una recta amb acceleració constant.

16. Un cm/s2 és l’acceleració que experimenta un mòbil que, en cada segon transcorregut,experimenta un increment de velocitat d’1 cm/s.

17. x1 = 6 – 0,75t; x2 = –8 + tEl primer mòbil surt, en l’instant 0, d’un punt situat en la posició 6 m i es mou a 0,75 m/sen sentit negatiu.El segon mòbil surt en el mateix instant d’un punt situat en la posició –8 m i es mou a 1 m/sen sentit positiu.Es creuen, en l’origen, en l’instant t = 8 s.

18. a) a = –0,5 m/s2

b) En l’instant t = 40 s, v = 0.En l’instant t = 60 s, v = –10 m/s.El moviment entre ambdós instants és accelerat.

avt

v v

t tm = =−

−∆∆

0

0

x / km

200

5 t / h

100



19.

20.

21. a = 27 km/h min = 0,125 m/s2

22. a1 = –0,75 m/s2; a2 = 0,5 m/s2; �x1 = 600 m; �x2 = 0

23. a) x = 3t2 – 9t + 18; v = 6t – 9b) x = 180 m

24. a) a = –2 m/s2

b) �x = 600 mc) Amb les dades que tenim es pot calcular el desplaçament del mòbil però no la posició.

Per fer-ho caldria saber quina és la posició inicial.

25. Primer tram: m.r.u.v.; a = 25 m/s2. Desplaçament: �x1 = 50 mSegon tram: m.r.u.v.; v = 50 m/s; a = 0. Desplaçament: �x2 = 200 mTercer tram: m.r.u.v. La velocitat disminueix de 50 m/s a 0: a = –12,5 m/s2

Desplaçament: �x3 = 100 mDesplaçament total: �x1 + �x2 + �x3 = 350 m

26. a = 0,25 m/s2; x = 200 m

27. a) Si mentre un cos cau tan sols actua sobre ell el seu propi pes, diem que la caiguda éslliure. Això passa quan els cossos cauen en el buit o de forma que el fregament amb l’ai-re pràcticament no els afecta.

b) S’ha observat que, en caiguda lliure, tots els cossos que són a prop de la superfície dela Terra es mouen amb una acceleració constant que té un valor de 9,81 m/s2.Aquesta acceleració, anomenada acceleració de la gravetat, se simbolitza per g.

28. �t = 1,43 s

30

x / m

t / s8

20

10

642

10

5 t / s

m / sv

50

x / m

5

10 15 5 t / s10 15


34


35

29. v0 = 15,2 m/s; v = 34,8 m/s

30. h = 31,9; �t = 5,1 s

31. Un radian és un angle que, quan té el seu vèrtex en el centre d’una circumferència, abas-ta un arc de longitud igual a la del radi (figura B, pàg. 189 del llibre de l’alumne).

32. w = 200 rpm = 20π/3 rad/s = 20,94 rad/s

33. �θ = 24 000 rad; �s = 4 800 m

34. v1 – v2 = 0,754 m/s

35. r = 280 m

36. w1 = 1,4 � 10–3 voltes/min; w2 = 1,7 � 10–2 voltes/min; w3 = 1 volta/min

37. vB = 10,5 m/s

Activitats de síntesi

1. Significa que, cada segon que passa, la seva velocitat varia 2 m/s.

2. Quan un mòbil recorre una circumferència amb una velocitat constant, es diu que el seumoviment és circular uniforme.

3. a) Entre t = 20 s i t = 28 s, vm = 81 km/hb) v(28) = 90 km/h

4. A 27 km de M.

5. a) �t = 5 sb) v = 40 m/s

6. t0 = 2 s; v0 = 10 m/s; a = 2,5 m/s2; x = 10(t – 2) + 1,25(t – 2)2

7. w = 3,49 rad/s; v = 0,523 m/s

8. �θ = 15,7 rad; �s = 12,6 m

Ciència, tècnica i societat

Efectes del moviment sobre l’organisme1. Resposta oberta.




37

Unitat 2. Les forces


1. Intensitat: longitud del vector.Punt d’aplicació: origen del vector.Direcció: la del vector.Sentit: el que indica la punta de la fletxa.

2. S’hi produeix una deformació, tot i que pugui ser inapreciable, se’n modifica la velocitat(augmentant-la o disminuint-la) i també canvia la direcció del moviment del sòlid.

3. 5 cm; 8,5 cm.

4. Les forces són de 6,5 N i 11 N.La seva resultant està compresa entre 11 N – 6,5 N = 4,5 N i 11 N + 6,5 N = 17,5 N.

5. a) Intensitat de la resultant: 35 N.

F1 F2 Fr

b) Intensitat de la resultant: 25 N.

c) Intensitat de la resultant: 5 N.F1 Fr F2

6. Intensitat de la força: 650 N.

7.

Escala 40 N/cm. Longitud de F2: 3,5 cm. F2 = 140 N.Longitud de la resultant: 7 cm. Intensitat de la resultant: 280 N.

F2

F1

Fr

F1 Fr

F2


8.

Escala 4,8 N/cm. Longitud de la resultant: 5,1 cm. Intensitat de la resultant: 24,5 N.

9. Resultant = 20 N.Sentit: el de la força més gran.Punt d’aplicació O, exterior al segment AB, que distarà 30 cm de A i 90 cm de B.


Comprovació del mètode gràfic per determinar la resultant de dues forces concurrents

Resposta experimental.

Activitats finals

1. Augmentar la velocitat: el pes d’un cos que cau.Disminuir la velocitat: la força que fa un porter de futbol amb les mans per parar la pilota.Canviar la direcció del moviment: la força que exerceixen les vies sobre les rodes d’un trenen un revolt.Deformar el cos: la força que fa el martell en forjar una barra de ferro.

2. Sí, es compleix la llei de Hooke.

Amb 10 N, la longitud és de 38 cm.Amb 6 N, la longitud és de 30 cm.

3. El primer s’allargaria 0,6 cm; el segon, 6 cm.

0

10

20

30

0 5 10

Def

orm

ació

cm

40

ForçaN

12 N

4 N12 N

20 N 24,5 N


38


39

4. a) 4 cm. b) 40 cm. c) 0,2 cm.

5. F→B no produeix el mateix efecte que F→A perquè té una direcció diferent.F→C no produeix el mateix efecte que F→A perquè té sentit diferent.F→D no produeix el mateix efecte que F→A perquè té un punt d’aplicació diferent.

6. F→2 = 115 N F→3 = 102 N F→4 = 64 N

7. a) No és adequada, perquè mesuraria 12 m.b) No és adequada, perquè mesuraria 75 cm.c) Sí, és adequada, perquè mesuraria 7,5 mm.d) No és adequada, perquè mesuraria 0,2 mm.

8. La resultant és de 200 N cap amunt.

9. Intensitat de la resultant: 100 N.

10. Intensitat de la resultant: 1 320 N.

11.

12. Intensitat de la resultant: 360,6 N.

13. Una força farà avançar l’embarcació i l’altra farà que s’inclini lentament.

F2

F3

F1

F2

F3

F4 F1

3500 N

3000 N

2000 N

1310 N

F2

F1

80 N

100 N



14. Es desplaçarà en la direcció de la força que forma un angle de 135º amb les altres dues, ien sentit contrari a ella.


1. La resultant és de 424 N. La direcció i el sentit de la resultant són els indicats en la figura.

2. El centre de gravetat d’un cos és el punt d’aplicació del seu pes; aquest és la resultant delspesos de totes les partícules que formen el cos.

3. Per girar el volant d’un cotxe s’aplica un parell de forces.

4. La intensitat de la força equilibrant és de 75 N.

Història de la ciència

Robert Hooke1. Hooke va néixer en plena Guerra dels 30 Anys a Europa.

Va ser contemporani de Lluís XIV monarca absolutista a França.Va viure importants avenços científics gràcies al telescopi i al microscopi i també al càlculinfinitesimal.A Espanya cal destacar el pintor Velázquez, i a Catalunya, la Guerra dels Segadors.

2. Experiments amb cordes, cables, molles, sotmetent-los a diferents forces.

3. L’elasticitat és una propietat mecànica que tenen alguns materials que poden patir defor-macions reversibles per l’acció de forces exteriors, i recuperar la seva forma original quanl’efecte de les forces desapareix.Materials elàstics: cautxú, goma, certs plàstics. Materials no elàstics: vidre, fusta, diamant.

48 N

36 N

75,8 N

F2

F1


40


41

Unitat 3. Dinàmica


1. a) L’ascensor puja frenat, ja que la força cap avall (2 400 N) és més gran que l’exercida pelcable cap amunt (2 200 N).

b) Per tal que pugés amb velocitat constant, el cable hauria d’exercir una força de 2 400 N.

2. Significa que es manté en moviment, perquè és incapaç de canviar per ell mateix la sevavelocitat.

3. Es diu que un cos està en equilibri quan no actuen forces sobre ell o les forces que hi ac-tuen es contraresten entre si. Quan un cos està en equilibri, la seva velocitat no varia, és adir, o el cos roman en repòs o el seu moviment és rectilini i uniforme.

4. L’acceleració de 80 m/s2 és errònia.

5. F = 1,2 N

6. m = 50 kg

7. La intensitat de la resultant de totes les forces aplicades a un cos és igual al producte dela seva massa per l’acceleració amb la qual es mou.

8. Que la força F ha de ser sempre la resultant de totes les forces aplicades.

9. F = 75 N

10. a) P = 706 Nb) P1 = 130 N

11. m = 150 kg; P = 1 470 N

12. mA = 51 kg; mB = 62,5 kg; mB > mA

13. m = 12,5 kg; PT = 122,5 N

14. El pes d’un cos disminueix quan s’eleva allunyant-se de la superfície de la Terra, perquèl’atracció gravitatòria es debilita amb la distància. Però el seu pes també disminueix a me-sura que baixa a més profunditat, ja que la porció de Terra situada per sobre del cos l’a-trau cap a la superfície terrestre. Per tant, el pes màxim d’un cos s’aconsegueix al nivell delterra.

15. F = 25,6 N

16. v = 20 m/s


Activitats finals

1. No. Segons el principi de la inèrcia, no és necessari exercir cap força per mantenir un cosen moviment rectilini i uniforme. Podríem dir que l’efecte de les forces no és mantenir elmoviment, sinó modificar-lo, o sigui, produir una acceleració. No s’ha d’exercir cap forçaper conservar la velocitat constant, sinó per fer-la augmentar o disminuir, o bé simplementcanviar de direcció.

2. Un newton és la força que, aplicada a un cos de massa 1 kg, li comunica una acceleracióde 1 m/s2, o sigui, d’un metre per segon cada segon.

3. F = 250 N

4. m = 33,3 kg

5. a) FR = –14 Nb) F = 14 N

6. a) L’ascensor baixa accelerant.b) El cable hauria d’exercir una força de 2 150 N.

7. F = 256 N

8. Té una acceleració de frenada de –0,33 m/s2.

9. Diem que «la massa d’un cos és invariable, però el seu pes no» perquè el pes d’un cos ésdiferent segons el lloc on es troba, mentre que la seva massa és la mateixa en qualsevolposició. La massa és una característica del propi cos, però el seu pes és degut a l’accióque exerceix un camp gravitatori sobre ell i, per tant, depèn tant del cos com de la inten-sitat del camp esmentat.

10. a = 0,25 m/s2

11. F = 8 N

12. FR = –700 N

13. a = 10,2 m/s2

14. v = 12 m/s

15. a) a = 0,5 m/s2

b) 5 m/sc) 300 Nd) 250 Ne) 225 m

Unitat 3. Dinàmica

42


43

16. F = 2,05 � 1020 N

17. GN = 11,2 m/s2


1. La massa d’un cos és invariable; té el mateix valor en qualsevol lloc. El pes, en canvi, depènde la gravetat del lloc.La massa d’un cos és invariable sempre que no se li extregui o se li afegeixi matèria.

2. La intensitat de la força amb què s’atrauen dues partícules és directament proporcional alproducte de les seves masses i inversament proporcional al quadrat de la distància entreelles.

3. a1 = 2,5 m/s2; a2 = 0; a3 = –1,25 m/s2

F1 = 1 500 N; F2 = 0; F3 = –750 N

4. F = 3,63 � 10–8 N

5. F = 4 900 N

6. a) m = 68 kgb) P = 122,4 N

7. F = –4 800 N

8. F = 4 N


L’home que va determinar la massa de la TerraResposta oberta.

Unitat 3. Dinàmica



45

Unitat 4. Estàtica de fluids. Principi d’Arquimedes


1. Perquè un pascal és la pressió que exerceix una força d’un newton repartida uniformementsobre una superfície d’un metre quadrat.

2. a) 81 040 Pa b) 50 000 Pa c) 500 Pa

3. a) V = 6 dm3; m = 46,8 kg; P = 458,6 Nb) p1 = 7 643,3 Pa; p2 = 15 286,7 Pa; p3 = 22 930 Pac) La pressió és més elevada quan la peça es recolza sobre el terra per la cara de menys

superfície (20 cm � 10 cm).

4. Perquè la pressió hidrostàtica augmenta amb la profunditat.

5. p = 2 038,4 Pa

6. a) 20 012 Pab) F = 25,15 N

7. F = 202,1 N

8. p = 7 063 Pa; h = 72 cm

9. 0,05 N

10. Pateixen el mateix empenyiment, ja que el volum i, per tant, el pes d’aigua desallotjada ésel mateix.

11. a) P = 10 595 Nb) Pa = 6 553,3 N

12. 12,8 N

13. a) El dinamòmetre de la figura 4 marcarà: 12 N – 5 N = 7 N.Està d’acord amb les figures 1 i 2: l’empenyiment és de 5 N.El dinamòmetre de la figura 6 marcarà: 6 N – 2,5 N = 3,5 N, ja que l’empenyiment és lameitat del que experimenta la bola A o B.

b) �A = 2 000 kg/m3; �B = 2 400 kg/m3; �C = 2 400 kg/m3

14. � = 2 300 kg/m3; �A = 800 kg/m3; �B = 1 650 kg/m3

15. Són iguals. Quan un cos flota, el pes del cos és igual a l’empenyiment i aquest és igual alpes d’aigua desallotjada per la part submergida.

16. a) Els tres s’enfonsen, ja que tenen més densitat que l’aigua.b) L’A i el C pateixen el mateix empenyiment, perquè tenen el mateix volum.


17. E = 0,025 N

18. a) m = 9 g; P = 0,088 Nb) E = 0,088 Nc) V1 = 8,97 cm3 � 9,0 cm3; V2 = 1,03 cm3 � 1 cm3

d) V1/V2 � 9

19. 0,6 N

20. Resposta oberta.


1. Aconsegueix dos taps de goma de grandàries diferents (A i B). Lliga’ls amb un filprim, com pots observar en la fotografia, de manera que es puguin penjar poste-riorment a un dinamòmetre.Determina el valor de l’empenyiment en els casos següents:a) Quan el tap A està totalment submergit en aigua a diferents profunditats.b) Quan B està submergit en aigua.c) Quan A està submergit en alcohol.d) Quan A està submergit en glicerina.Segons el resultat de les experiències anteriors, indica si el valor de l’empenyiment:– Depèn de la profunditat a què es troba l’objecte submergit dins de l’aigua?

No.– Depèn del volum de l’objecte?

Sí.– Depèn de la densitat del líquid en què està submergit l’objecte?

Sí.

2. Quanta aigua es vessarà quan es fongui un tros de gel que està surant en un got pled’aigua fins a les vores? Per comprovar-ho, treu del congelador un glaçó, pesa’l icol·loca’l després en un got de parets fines d’uns 200 cm3 de capacitat. Afegeix-hiaigua fins que quedi completament ple. Les últimes gotes les pots afegir amb uncomptagotes. Si vessa una mica de líquid, eixuga les parets exteriors del got i tam-bé eixuga la taula. Deixa que el gel es fongui.– Ha vessat aigua?

No.Pots repetir l’experiència amb dos o tres glaçons sense pesar-los prèviament.– Ha vessat aigua quan s’han fos?

No.Intenta trobar una explicació raonada al resultat de l’experiència.En fondre’s el gel, el volum total que ocupa l’aigua obtinguda és justament el que abansocupava el gel. És a dir, el nivell de l’aigua queda inalterat.– Si tots els icebergs es fonguessin totalment, augmentaria el nivell de l’aigua del mar?

No.


46


47

3. Prepara una solució saturada de sal en aigua. Afegeix-hi un ou dur. Repeteix l’ex-periència amb aigua destil·lada en lloc de salada.Afegeix, a poc a poc i agitant, aigua destil·lada a l’aigua salada. Podràs aconseguirque l’ou quedi a l’interior del líquid sense pujar ni baixar.En aquestes condicions, quina relació hi ha entre el pes de l’ou i l’empenyiment?El pes de l’ou totalment submergit és igual a l’empenyiment.

Activitats finals

1. S = 5 cm2

2. a) p = 1,16 � 108 Pa = 116 MPab) F = 9,1 � 105 N = 0,91 MN

3. 606 515 Pa = 6 065,2 hPa

4. p = 469,4 hPa; pt = 1 482,4 hPa = 1,46 atm

5. h = 7,4 dm

6. 2 207 N

7. Pa = 0,93 N

8. Pa = 8,5 N

9. V = 171 cm3; � = 1,2 g/cm3

10. � = 866,5 kg/m3

11. P = 0,11 N

12. P = 7,51 N

13. Pot passar:a) Que s’enfonsi i quedi en el fons del recipient.

La densitat del cos és més alta que la de l’aigua.b) Que quedi entre dues aigües.

La densitat de l’objecte és igual a la de l’aigua.c) Que suri.

La densitat de l’objecte és més petita que la de l’aigua.



14. V = 1,5 dm3

15. No. La seva densitat és una mica més petita que la de l’aigua del mar: 1 021 kg/m3 < 1 030 kg/m3

16. Perquè la densitat de l’aigua del mar és més elevada que la d’una piscina d’aigua dolça.

17. P = 0,20 N m = 20 g

18. a) Perquè el ferro és més dens que l’aigua, però menys dens que el mercuri.b) Un vaixell de ferro, com que és buit, flota. El pes total del vaixell és igual a l’empenyiment

que, alhora, és igual al pes de l’aigua desplaçada per la part submergida. Els submarinstenen dipòsits o tancs proveïts amb vàlvules d’inundació en la part inferior i amb vàlvu-les de ventilació a la part superior.Durant la immersió, les vàlvules d’inundació permeten l’entrada d’aigua. Quan els tancssón plens, el pes del submarí és més gran que l’empenyiment vertical exercit per l’aiguadel mar. El submarí s’enfonsa.Per pujar a la superfície, part de l’aigua dels dipòsits s’expulsa mitjançant aire compri-mit introduït a través de les vàlvules de ventilació. D’aquesta manera s’aconsegueix queel pes del submarí sigui més petit que l’empenyiment.

19. Per determinar densitats de líquids, s’utilitza un instrument als laboratoris, basat en el prin-cipi d’Arquimedes, anomenat densímetre.És un flotador de vidre de forma allargada, llastat a l’extrem inferior amb perdigons o mer-curi per tal que suri en posició vertical. La part superior és una vareta prima o tija, que téuna escala graduada. El pes del líquid desallotjat és igual al del densímetre i aquest quedamés o menys enfonsat segons el valor de la densitat del líquid. Com més dens és el líquiden què es fa surar el densímetre, més gran la proporció de l’escala que sobresurt per so-bre de la superfície.El punt de l’escala que coincideix amb la superfície lliure del líquid n’indica la densitat.

20. 0,98 N

21. a) Un cop determinat el pes del cos amb un dinamòmetre, en podem saber la massa.Si submergim el cos en aigua en podem conèixer l’empenyiment. Una vegada conegutel valor de l’empenyiment (E = �Vg), determinem el volum del cos. Dividint la massa pelvolum, en sabrem la densitat.

b) Utilitzem una proveta graduada amb aigua i una balança.


48


49

22.

Anomenarem h i h' les altures d’aigua i del líquid la densitat del qual volem conèixer me-surades a partir de AB, i � i �', les seves densitats respectives. La pressió hidrostàtica dela columna d’aigua serà p = � g h, i la del líquid no miscible, p' = �' g h'.Com que les dues pressions són iguals:� g h = �' g h'Si dividim la igualtat per g, resulta:� h = �' h'És a dir, les altures aconseguides en les dues branques, mesurades a partir de la superfí-cie de separació dels líquids, són inversament proporcionals a les seves densitats respec-tives.Com que coneixem la densitat de l’aigua i podem mesurar les altures del líquid en les duesbranques del tub, amb aquesta experiència es pot determinar fàcilment la densitat d’un lí-quid no miscible en aigua.

23. Sí, perquè com menys densitat té el líquid, més s’enfonsa el densímetre. Per tant, no potservir per mesurar densitats de líquids que tinguin una densitat més alta que l’aigua.

24. 4 854 m3

25. a) P = 1 962 000 N = 1,96 MNb) E = 1,96 MNc) V (submergit) = 197,2 m3 V (emergit) = 20,90 m3

26. Si les dues esferes estan totalment submergides en l’aigua, l’empenyiment que pateixenés igual, ja que tenen el mateix volum.Quan una de les dues esferes flota i l’altra s’enfonsa, l’empenyiment que pateix la primeraés més petit que el de la segona, ja que, en surar, l’empenyiment és igual al pes de l’aiguadesallotjada per la part submergida.

27. Perquè hi actua la pressió atmosfèrica.

28. Són aparells que serveixen per determinar l’altitud mitjançant la mesura de la pressió at-mosfèrica.

hh'

A B




1. Es denomina pressió d’una força que actua perpendicularment sobre una superfície laforça exercida sobre cada unitat de superfície.El pes de l’enorme capa d’aire que gravita sobre la superfície de la Terra exerceix una pres-sió contra aquesta i contra tots els cossos amb els quals està en contacte; és l’anomena-da pressió atmosfèrica.El pes del cos menys l’empenyiment és el pes aparent.

2. Perquè l’empenyiment vertical cap amunt, exercit per l’aigua, sobre la biga de ferro és méspetit que el seu pes. Un vaixell de ferro, com que és buit, sura. El pes total del vaixell ésigual a l’empenyiment, que, alhora, és igual al pes de l’aigua desplaçada per la part sub-mergida.

3. a) E1 = 1,47 Nb) E2 = 1,61 Nc) E3 = 1,17 N

4.


Satèl·lits artificials1. Alemanya i Espanya.

Objectes Massa (kg) Volum (m3) Densitat (kg/m3) Empenyiment (N)

A 250 0,2 1 250 1 960

B 1 000 0,5 2 000 4 900

C 4 000 2,5 1 600 24 500

D 36 0,04 900 392


50


51

Unitat 5. L’energia de les ones. El so


1. Alguns objectes que tenen moviment periòdic són: el motor d’un molinet de cafè, la rodad’una bicicleta, un satèl·lit artificial, les busques d’un rellotge o el pistó del motor d’unamoto.El moviment circular uniforme és un moviment periòdic.

2. El període i la freqüència són dues magnituds inverses.

3. Agulla de les hores: T = 12 h = 43 200 s; � = 2,3 � 10–5 HzAgulla dels minuts: T = 1 h = 3 600 s; � = 2,78 � 10–4 HzAgulla dels segons: T = 60 s; � = 1,6 � 10–2 Hz

4. a) T = 0,5 sb) � = 2,5 m

5. A 510 m.

6. En ambdós casos es pot produir una perforació de timpà.

7. Atrapar la brutícia i les petites partícules de pols o altres partícules en suspensió a l’aire.

8. No cridar de forma exagerada, respirar correctament, no provocar canvis bruscs de tem-peratura, beure aigua regularment.

9. Els sons vocàlics depenen de la posició dels llavis, de la llengua i de la participació o no dela cavitat nasal.Les consonats sonores es produeixen amb la vibració de les cordes vocals i les conso-nants sordes, sense vibració.


Determinació de la velocitat del so amb un tub de ressonànciaResposta oberta.

Activitats finals

1. � = 15 Hz

2. a) Té més longitud d’ona la 3.b) Té més amplitud la 1.c) Té més freqüència la 2.


3. a) v = 16 cm/sb) T = 0,375 s

4. v = 2 cm/sT = 0,5 s� = 2 Hz

5. a) v = 1,5 m/sb) � = 1,5 mc) � = 1 Hz

6. a) � = 2 Hzb) v = 0,6 m/sc) T = 6 s

7. Un sisme (o terratrèmol) és un moviment vibratori que es propaga en totes direccions enforma d’ones sísmiques, que poden ser de tres tipus:– Les anomenades ones P, ja que són les primeres en arribar a un lloc allunyat. Són ones

longitudinals.– Les anomenades ones S, perquè arriben en segon lloc. Es tracta d’ones transversals.– Les ones L o ones superficials. Tenen un període més gran que les anteriors.

8. La longitud d’ona del so originat és: � = 0,78 mLa longitud d’ona d’aquest so en l’aigua seria: � = 0,22 m

9. �superior = 17,2 m�inferior = 0,017 m

10. � = 4,29 cm

11. � = 1,1 � 104 Hz

12. � = 3,75 � 10–5 m� = 8,82 � 10–6 m

13. �aire = 1,72 � 10–4m

14. a) Sí.b) � = 5,09 � 1014 Hz

15. � = 50 HzNombre de vibracions en 2 minuts: 6 000.

16. No, va a menys velocitat.

17. Velocitat del so a l’aigua: 1 440 m/s.A una distància superior als 72 m.


52


53

18. 106 Hz

19. És de 0,6 m.

20. És d’1,19 m.


1. a) v = 2 m/sb) � = 0,5 mc) T = 0,25 s/oscil·lació

� = 4 Hz

2. a) Falsa.b) Falsa.c) Vertadera.d) Falsa.e) Falsa.

3. � = 0,2 m

4. Les qualitats del so són la intensitat, el to i el timbre.

5. �1 = 0,114 m�2 = 0,069 m


Sons i instruments musicals1. Campana, tambor, carbassa, pandereta, naggares, etc.

2. Una nota, la freqüència de la qual és exactament dues vegades o més la d’una altra ano-menada fonamental.

3. Instrument que pot alterar el to d’un instrument.Resposta oberta.




55

Unitat 6. Fenòmens lluminosos


1. La distància és d = 9,47 � 1017 km

2.

3. L’angle d’incidència serà igual a l’angle de reflexió.

4. L’angle de reflexió és r = 45º

5. Imatges d’un televisor: real i dreta.Imatges d’un projector: real i invertida.Imatges d’un retrovisor: virtuals i dretes.

= =

Con d’ombra. Quan la Lluna passa per ell esveu un eclipsi de Lluna total

Con de penombra. Quan la Lluna passa per ell esveu un eclipsi de Lluna parcial

Con d’ombra. Origina la zona des dela qual es veu un eclipsi total

Con de penombra. Origina la zona des dela qual es veu un eclipsi parcial

ECLIPSI DE LLUNA

ECLIPSI DE SOL


6. S’explica pel fenomen de la reflexió total. Les sorres i carreteres molt escalfades i en cal-ma reflexen objectes com si fossin superfícies d’aigua.

7. S’encara al Sol o a un focus de llum potent i allunyat. Es concentren els raigs sobre un pa-per blanc o sobre una paret fins que formin una imatge de focus el més puntual possible.Es mesura amb una cinta mètrica la distància de la lent al paper o a la paret. Aquesta distàn-cia és la distància focal. La potència d’una lent és la inversa d’aquesta distància, expres-sada en metres. (Si es concentren els raigs del Sol, cal anar en compte ja que el paper espot cremar. Cal portar ulleres de sol per protegir els ulls.)

8. Quan s’altera la forma del globus ocular, a causa de l’edat o d’una lesió, la imatge produï-da per la lent es veu borrosa. La presbícia és la dificultat de veure els objectes propers, i lamiopia, la dificultat de veure els objectes llunyars. Aquests defectes es corregeixen mit-jançant ulleres o lents de contacte.

9. Les parpelles formen sobre l’ull una coberta protectora contra un excés de llum o una le-sió mecànica. Les pestanyes actuen com una pantalla per mantenir les partícules i els in-sectes fora dels ulls quan aquests estan oberts. Les celles també tenen una funció pro-tectora, ja que absorbeixen la suor o la pluja, evitant que la humitat s’introdueixi als ulls.

Activitats finals

1. En 1 segon fa 7,5 voltes.

2. Velocitat: v = 208 300 km/sL’índex de refracció és nr = 1,59

3.

A

A'

C

C'

B

B'


56


57

4. L’angle d’incidència és i = 25º

5. Per tal que els miralls retrovisors dels cotxes que van per davant de l’ambulància puguinllegir la paraula en sentit directe i no al revés.

6. Es col·loca un objecte, per exemple un llapis prop del mirall. Si la imatge virtual que es for-ma és més gran que l’objecte, es tracta d’un mirall còncau; si la imatge és més petita, elmirall és convex.Per determinar la distància focal d’un mirall còncau s’apropa, per exemple un dit de la màfins que es formi una imatge virtual en el mirall. A continuació, s’allunya el dit molt poc apoc, fins que no es formi la seva imatge. Just en el moment en què desapareix aquestaimatge, el dit és en el focus del mirall. Es tracta aleshores de mesurar la distància del dit almirall.

7. Quan els raigs incideixen a la superfície de dos medis amb una angle superior a l’angle lí-mit, experimenten una reflexió total.Les fonts lluminoses, els prismes de reflexió total i les fibres òptiques són algunes de lesaplicacions més importants.

8. Amb una lent convergent ho veurem més gran, amb una lent divergent, més petit.

9. Observeu el dibuix de la pàgina 115 (part inferior esquerra) del llibre de l’alumne.

10. Efectivament, en girar la baldufa s’observa que el disc apareix d’un color blanquinós per-què l’ull suma els colors de l’arc iris, donant-hi sensació de blanc.

11. Activitat experimental.

12. La imatge és real, invertida i més gran que l’objecte.

13. La imatge és virtual, dreta i més petita que l’objecte.

14. Distància focal d’una lent de +10 diòptries: 0,1 m, és una lent convergent.Distància focal d’una lent de –2 diòptries: –0,5m, és una lent divergent.

15. Potència d’una lent de ƒ = +40 cm, és de 2,5 diòptriesPotència d’una lent de ƒ = –40 cm, és de –2,5 diòptries

16. Aquest full de paper es veu blanc perquè reflecteix tots els colors de la llum que l’il·lumina,que suposem blanca.En il·luminar-la amb llum blava, el veuríem blau, perquè aquest color seria el que reflectiria.Veiem les lletres negres perquè la tinta negra absorbeix tots els colors que rep.

17. El blau, el verd i el vermell són els colors primaris. De la seva superposició en surten els se-cundaris com el groc, el cian i el magenta.Quan la suma d’un color primari i un secundari dóna el color blanc, s’anomenen comple-mentaris, com per exemple el blau i el groc.



18. Depèn dels dos medis: en passar d’un medi amb un índex de refracció més petit a un demés gran, la desviació és més gran, per exemple passar de l’aire a l’aigua o al vidre.En passar d’un medi amb índex de refracció més gran a un altre amb índex de refracciómés petit, la desviació és més petita, per exemple passar de l’aigua a l’aire.

19. Un raig de llum procedent de lÕaire penetra en un medi amb un angle d ’incidència de45º. El raig reflectit forma amb la normal un angle de 30º. Quin és l’índex de refrac-ció d’aquest medi? Amb quina velocitat s’hi propaga la llum?Índex de refracció: n = velocitat de propagació de la llum: v = 212 800 km/s

20. Angle de reflexió = 60ºAngle de refracció = 40,5º

21. En totes les seves cares es produeixen moltes reflexions que donen tots els matisos del’arc iris.

22. La potència d’un telescopi ve donada per la capacitat d’observar objectes molt poc bri-llants i el poder de resolució per la capacitat de veure imatges separades d’objectes quees poden trobar relativament propers.

23.

24. La freqüència.

25. Els raigs X tenen un gran poder de penetració i s’utilitzen en medicina per al diagnòstic;per exemple, en radiografies.

26. a) Sib) � = 5,09 � 1014 Hz

27. � = 3 mLa longitud d’ona es calcula dividint la velocitat de les ones en l’aire (340 m/s) per la fre-qüència.

A

B

A'B'

C F

2


58


59


1.

Significa que la velocitat de la llum en el buit és 1,5 vegades més gran que en el vidre.

2. a) b)

3. La llum no és l’única radiació electromagnètica. El conjunt de totes les radiacions electro-magnètiques constitueix l’espectre electromagnètic.

4. Es pot reflectir (com en una superfície d’un mirall), es pot refractar, com en l’aigua o es potabsorbir. També es poden donar els tres fenòmens simultàniament o dos d’ells.

5. a)

b)

OA

B

F F'A'

B'

OA

B

FF' A'

B'

CA

B

F F' C'A'

B'

C A

B

F

F'

C'A'

B'




La televisió en color1. El blau, el verd i el vermell són els colors primaris. De la seva superposició en surten els se-

cundaris com el groc, el cian i el magenta.Quan la suma d’un color primari i un secundari dóna el color blanc, s’anomenen comple-mentaris, com per exemple el blau i el groc.


60


61

Unitat 7. La taula periòdica. Enllaç químic. Formulació


1. Resposta oberta.

2. Arsènic, fòsfor i antimoni, més els elements que figuren a la pregunta 7.

3. K+, S2–: K2S; Sn2+, O2–: SnO; Mg2+, Cl–: MgCl2;Al3+, Br–: AlBr3; Ca2+, F–: CaF2; Fe3+, O2–: Fe2O3

4. El liti, el sodi i el potassi.

5. El liti.

6. Els metalls dúctils són els que es poden estirar en fils. Els metalls mal·leables són els quees poden reduir a làmines molt fines.

7. Metalls com el ferro, l’argent, l’or, el coure, el mercuri, l’estany i el plom i no-metalls com elsofre i el carboni.

8. Òxid de plom (IV) PbO2

Òxid de mercuri (II) HgOTriòxid de sofre SO3

Òxid de dibrom Br2OÒxid de zinc ZnOÒxid de níquel (III) Ni2O3

Òxid de crom (VII) Cr2O7

Monòxid de carboni COÒxid de calci CaO

9. FeO Òxid de ferro (II)Cl2O7 Heptaòxid de diclorGeO2 Òxid de germani (IV)Cs2O Òxid de cessiCo2O3 Òxid de cobalt (III)CO2 Diòxid de carboniNO Òxid de nitrogenClO2 Diòxid de clorAs2O3 Triòxid de diarsènicSO2 Diòxid de sofrePbO Òxid de plom (II)CoO Òxid de cobalt (II)


Corrosió dels metallsResposta oberta.


Activitats finals

1. Hidrogen, oxigen, nitrogen, clor, fluor, heli, neó, argó.

2. Be, Mg, Ca, Sr, Ba i Ra.

3. Ferro, Fe; alumini, Al; estany, Sn; or, Au; níquel, Ni; carboni, C; silici, Si; fòsfor, P; sofre, S;Brom, Br.

4. Símbol de l’element: FeNombre atòmic: 26Massa atòmica: 56,5Punt de fusió: 1 535 ºCDensitat: 7,869 g/cm3

Resposta oberta.

5. Al grup 17. Halògens.

6. a) Rubidi, pal·ladi, mercuri, silici, seleni, bari, fòsfor i germani.Metalls: rubidi, pal·ladi, mercuri i bari.No-metalls: silici, seleni i fòsfor.Semimetalls: germani.

b) Rb; Pd; Hg; Ba.Si; Se, P.Ge.

7. Liti, sodi i potassi.En general, els metalls es poden reduir a làmines fines (són mal·leables) i es poden estiraren fils (són dúctils).

8. Fluor, clor, brom, iode i àstat.

9. H2O CO2 SO2

10. Són els elements obtinguts als laboratoris de física nuclear. No es troben a la natura.

11. En els nusos de la xarxa cristal·lina hi ha molècules. Els àtoms que formen cada molèculaestan units per enllaços covalents.


62


63

12. Els hidrurs són compostos binaris constituïts per la combinació de l’hidrogen amb un altreelement.

13. És sòlid. Dur, és a dir, difícil de ratllar. El cristall és fràgil. En estat sòlid no condueix l’elec-tricitat, però en estat líquid i en solució aquosa sí que la condueix.

14. El clorur de sodi forma cristalls iònics. El diamant forma cristalls covalents (o atòmics).Propietats dels cristalls iònics: són durs, fràgils i no condueixen el corrent elèctric. Moltssón solubles en aigua.Propietats dels cristalls covalents: són molt durs i tenen un elevadíssim punt de fusió i sóninsolubles en qualsevol dissolvent. Són molt mals conductors de la calor i l’electricitat.

15. a) Diiode: cristall molecular.Diamant: cristall covalent o atòmic.Clorur de potassi: cristall iònic.

b) Diiode; clorur de potassi; diamant.c) El clorur de potassi.d) En estat sòlid no condueix el corrent elèctric. El clorur de potassi condueix el corrent

elèctric fos o en solució aquosa. El iode, en escalfar-lo sublima. El gas no condueix elcorrent elèctric. (Vegeu la pregunta 14.)

16. L’enllaç iònic està format per ions positius i negatius. En estat sòlid cada ió es troba en-voltat d’altres de signe contrari. Els ions s’atrauen intensament, i estan units per forces decaràcter elèctric. Els àtoms també es poden unir per compartició d’electrons. Aquests ti-pus d’unió s’anomena enllaç covalent. L’enllaç covalent dóna lloc a la formació de molè-cules. La unió covalent entre els àtoms que constitueixen una molècula és molt forta.

17. F–, Sr2+

18. Perquè en estat sòlid els ions no tenen llibertat de moviment. Si que la tenen en estat líquidi en solució aquosa.

19. Perquè tots els enllaços covalents carboni-carboni són molt forts.

20. La conductivitat elèctrica dels metalls és conseqüència de la mobilitat dels electrons queformen el núvol electrònic. Quan es col·loca un cos metàl·lic en un camp elèctric els elec-trons es desplacen fàcilment.

21. Els cristalls iònics es trenquen fàcilment, són fràgils: si s’intenta fer lliscar unes capes decristall sobre unes altres, a prop queden ions de la mateixa càrrega i això fa que, per re-pulsió electrostàtica, el cristall es trenqui.

22. diòxid de carboni CO2 òxid d’alumini Al2O3

triòxid de diiode I2O3 triòxid de diarsènic As2O3

òxid de cobalt (II) CoO heptaòxid de diclor Cl2O7

òxid d’argent Ag2O



23. Co2O3 òxid de cobalt (III) MnO2 diòxid de manganèsPbO òxid de plom (II) Cu2O òxid de coure (I)SO2 diòxid de sofre SO3 triòxid de sofreCO monòxid de carboni MgO òxid de magnesiI2O5 pentaòxid de diiode Br2O òxid de dibromFe2O3 òxid de ferro (III) Cl2O3 triòxid de diclorLi2O òxid de liti PtO2 òxid de platí (IV)Cl2O5 pentaòxid de diclor

24. Formula els compostos següents:sulfur d’hidrogen H2S hidrur de potassi KHclorur d’hidrogen HCl metà CH4

selenur d’hidrogen H2Se hidrur de liti LiHamoníac NH3 tel·lurur d’hidrogen H2Tehidrur de sodi NaH hidrur de rubidi RbHhidrur d’alumini AlH3 hidrur de bari BaH2

25. Escriu el nom dels compostos següents:HF fluorur d’hidrogen NH3 amoníacCsH hidrur de cessi Br2O3 triòxid de dibromCO monòxid de carboni SrH2 Hidrur d’estronciHI iodur d’hidrogen FeO òxid de ferro (II)NaH Hidrur de sodi NiO òxid de níquel (II)SO3 triòxid de sofre HBr bromur d’hidrogen


1. Li, Na, K, Rb, Cs, Fr.

2.

3. Sn; As; Mg; Mn; I; Xe.

4. F, Cl, Br, I, At

5. òxid de mercuri (I) Hg2O òxid de beril·li BeOhidrur de calci CaH2 òxid de níquel (III) Ni2O3

fluorur d’hidrogen HF diòxid de silici SiO2

amoníac NH3 òxid de plom (II) PbO

6. Els compostos iònics són sòlids a temperatura ambient. Els cristalls iònics són durs i fràgils.En estat sòlid no condueixen l’electricitat. Si la condueixen fosos o en solució aquosa.

Metalls No-metalls

Beril·liRadiCadmi

SofreFluorBrom


64


65

Unitat 8. Àcids, bases i sals


1. hidròxid de sodi hidròxid de níquel (II) hidròxid d’estany (II) NaOH Ni(OH)2 Sn(OH)2

dihidròxid de cadmi dihidròxid de zinc hidròxid de calci Cd(OH)2 Zn(OH)2 Ca(OH)2

hidròxid de cobalt (II) hidròxid de mercuri (II) hidròxid de cesi Co(OH)2 Hg(OH)2 CsOH

2. Ba(OH)2 hidròxid de bariPb(OH)2 hidròxid de plom (II)AgOH hidròxid de plata Ra(OH)2 hidròxid de radiKOH hidròxid de potassi

Be(OH)2 hidròxid de beril·liSn(OH)4 hidròxid d’estany (IV)Mn(OH)2 hidròxid de manganès (II)Mg(OH)2 hidròxid de magnesiZn(OH)2 hidròxid de zinc

3. HF fluorur d’hidrogenAl2O3 òxid d’aluminiSiO2 diòxid de siliciSO3 triòxid de sofreHgO òxid de mercuri (II)Pt(OH)4 òxid de platí (IV)

H2S sulfur d’hidrogenHI iodur d’hidrogenCaO òxid de calciBeO òxid de beril·liRbOH hidròxid de rubidiTiO2 diòxid de titani

4. a) àcid clorhídric HCl(aq) àcid carbònic H2CO3(aq) àcid bromhídric HBr(aq)

àcid sulfhídric H2S(aq) àcid hipoclorós HClO(aq) àcid iodós HIO2(aq)

àcid sulfúric H2SO4(aq) àcid perbròmic HBrO4(aq) àcid sulfurós H2SO3(aq)

àcid fluorhídric HF(aq) àcid clorós HClO2(aq) àcid fosfòric H3PO4(aq)

àcid iodhídric HI(aq) àcid carbònic H2CO3(aq)

b) HBrO2 àcid bromósH2Te àcid tel·lurhídricHIO4 àcid periòdicHNO2 àcid nitrósH2Se àcid selenhídric


5. BrO–2: ió bromit; F–: ió fluorur; IO–

2: ió iodit; ClO–3: ió clorat; CO2 –

3 : ió carbonat; MnO–

4: ió permanganat; BrO–4: ió perbromat; HSe–: ió hidrogenselenur; ClO–: ió hipoclorit;

I–: ió iodur; HSO–4: ió hidrogensulfat; HS–: ió hidrogensulfur; H2PO–

4: ió dihidrogenfosfat;S2–: ió sulfur; HSO–

3: ió hidrogensulfit; IO–: ió hipoiodit.

6. No.

7. Té el pH més baix la solució d’àcid clorhídric. Com més àcida és la solució més petit és elseu pH.

8. La de l’àcid acètic.

9. a) És àcida la solució C perquè té un pH més baix que 7. Són bàsiques les solucions A iB, perquè tenen un pH més gran que 7.

b) En la solució en la qual el seu pH sigui més petit: la solució C.

10. Té el pH més gran la solució d’hidròxid de sodi i el pH més petit la solució d’àcid clorhí-dric, ja que la solució d’hidròxid de sodi és bàsica i el seu pH és més gran que 7. Les al-tres dues solucions són àcides, però l’àcid acètic és un àcid feble i la solució conté unaconcentració d’ions H+ més baixa que la d’àcid clorhídric.


Conductivitat de les solucions d’electròlitsUtilització del paper indicador de pHResposta oberta.

Activitats finals

1. Un anió és un àtom o un grup d’àtoms carregats negativament.Un ió és un àtom o un grup d’àtoms carregats elèctricament (positivament o negativament).S’anomenen electròlits les substàncies pures que dissoltes en aigua condueixen el cor-rent elèctric. Els no-electròlits són aquelles substàncies pures que en iguals condicionsno condueixen el corrent elèctric.L’ànode és el pol positiu de l’elèctrode, com indica l’esquema A de la pàgina 145.Càtode és el pol negatiu de l’elèctrode, com indica l’esquema A de la pàgina 145.Catió és un àtom o un grup d’àtoms carregats positivament.

2. Un electròlit fort és un compost químic que en solució aquosa es troba completament ogairebé completament en forma d’ions (diem que es troba totalment ionitzat).

3. N = 1,2 � 1023 ions.


66


67

4. N = 1,2 � 1019 ions en un cm3 de solució.

5. [OH–] = 0,1 mol/dm3

6. hidròxid de plom (II) Pb(OH)2

hidròxid de plata AgOHhidròxid d’alumini Al(OH)3hidròxid de bari Ba(OH)2hidròxid d’estany (IV) Sn(OH)4

Ni(OH)2 hidròxid de níquel (II) CsOH hidròxid de cesiCd(OH)2 hidròxid de cadmi Cr(OH)3 hidròxid de crom (III)Be(OH)2 hidròxid de beril·li Rb(OH)2 hidròxid de rubidiSr(OH)2 hidròxid d’estronci CuOH hidròxid de coure (I)Mn(OH)4 hidròxid de manganès (IV) Co(OH)2 hidròxid de cobalt (II)

7. BrO–: ió hipobromit; Sr(IO3)2: iodat d’estronci; KMnO4: permanganat de potassi; OH–: ióhidròxidHS–: ió hidrogensulfur; FeCl3: clorur de ferro (III); I–: ió iodur; MnO–

4: ió permanganatHClO3: àcid clòric; Cr(HSO4)3: hidrogensulfat de crom (III); Se2–: ió selenur; HSO–

3: ió hidro-gensulfitH2CO3: àcid carbònic; H3PO4: àcid fosfòric; HNO3: àcid nítric; KClO: hipoclorit de potassiHMnO4: àcid permangànic; NiBr2: bromur de níquel (II); CaCO3: carbonat de calci; NaClO4:perclorat de sodi

8. HCO–3 HClO ClO–

2

ió hidrogencarbonat àcid hipoclorós ió clorit

HgI2 HNO2 Cd(ClO)2iodur de mercuri (II) àcid nitrós hipoclorit de cadmi

MnCl2 FeBr2 KH2PO4

clorur de manganès (II) bromur de ferro (II) dihidrogenfosfat de potassi

Na2HPO4 H2SO3 H2SO4

hidrogenfosfat de sodi àcid sulfurós àcid sulfúric

9. hidrogenselenur de potassi: KHSe hipoclorit de radi: Ra(ClO)2nitrit de cesi: CsNO2 iodit de níquel (II): Ni(IO2)2carbonat de beril·li: BeCO3 ió nitrat: NO3

–

bromat d’amoni: NH4BrO3 ió nitrit: NO2–

sulfat de zinc: ZnSO4 ió bromit: BrO3–

sulfat d’estronci: SrSO4 perclorat de plata: AgClO4

ió iodat: IO3– sulfat de ferro (III): Fe2(SO4)3

ió sulfit: SO32– iodur de calci: CaI2



10. a) 2 HNO3(aq) + Ca(OH)2(aq) → Ca(NO3)2(aq) + 2 H2O(l)

b) H2SO4(aq) + Ba(OH)2(aq) → BaSO4(s) + 2 H2O(l)

c) HCl(aq) + KOH(aq) → KCl(aq) + H2O(l)

11. V = 25,9 cm3

12. a) NaCl. Clorur de sodi.b) m = 0,59 g

13. V = 62,5 cm3

14. a) V = 66,7 cm3

b) H2SO4(aq) + 2 KOH(aq) → K2SO4(aq) + 2H2O(l)

15. Necessita una quantitat més gran d’àcid clorhídric la solució d’hidròxid de liti ja que contémés mols d’aquest hidròxid.

16. m = 45,6 g

17. Té un pH més gran la solució d’hidròxid de sodi 0,1 mol/dm3 perquè la concentració d’ionsOH– és més gran.

18. Té un pH més gran la solució d’àcid acètic perquè la concentració d’ions H+ és més petita.

19. Solució A: àcidaSolució B: bàsicaSolució C: àcidaSolució D: bàsicaSolució E: àcidaLa solució D és la que té la concentració d’ions OH– més elevada, ja que com més granés el pH més bàsica és la solució.


1. a) Dels hidròxids.b) De tots dos alhora.c) De tots dos alhora.d) De tots dos alhora.e) Dels àcids.f) Dels àcids.

2. N = 9 � 1019 ions/cm3


68


69

3. hidròxid de ferro (III): Fe(OH)3 LiOH: hidròxid de litihidròxid de zinc: Zn(OH)2 Mg(OH)2: hidròxid de magnesiàcid fosfòric: H3PO4 HNO3: àcid nítricàcid perclòric: HClO4 HBr: bromur d’hidrogenàcid sulfhídric: H2S(aq) HIO3: àcid iòdic

nitrat de bari: Ba(NO3)2 Sn(NO3)4: nitrat d’estany (IV)carbonat de potassi: K2CO3 MgSO4: sulfat de magnesisulfit de calci: CaSO3 Cr(ClO3)3: clorat de crom (III)clorit de coure (II): Cu(ClO2)2 LiH2PO4: dihidrogenfosfat de litihidrogensulfat de zinc: Zn(HSO4)2 AgBrO: hipobromit de plata

4. SO42–; CO3

2–; NO2–; S2–; HSO3

–; HCO3–

5. V = 89 cm3

HCl(aq) + KOH(aq) → KCl(aq) + H2O(l)




71

Unitat 9. Química del carboni


1. Pentà: CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

Hexà: CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

Heptà: CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

2. La fórmula general dels hidrocarburs saturats és CnH2n+2.La fórmula d’un hidrocarbur de 12 àtoms de carboni serà, per tant: C12H26.Un hidrocarbur saturat que compta amb 22 àtoms d’hidrogen tindrà 10 àtoms de carboni.

3. Resposta oberta.

4. C2H4(g) + 3 O2(g) ⎯→ 2 CO2(g) + 2 H2O(g)

2 C2H2(g) + 5 O2(g) ⎯→ 4 CO2(g) + 2 H2O(g)

2 C6H6(l) + 15 O2(g) ⎯→ 12 CO2(g) + 6 H2O(g)

5. a) CH4(g) + 2 O2(g) ⎯→ CO2(g) + 2 H2O(g)

b) Volum d’oxigen necessari per a la combustió: 200 litres.c) Massa de diòxid de carboni: 196 g.

Massa d’aigua: 161 g.

6. a) 2 CH3OH(l) + 3 O2(g) ⎯→ 2 CO2(g) + 4 H2O(g)

b) CH3 – CH2OH(l) + 3 O2(g) ⎯→ 2 CO2(g) + 3 H2O(g)

c) 2 CH2OH – CHOH – CH2OH(l) + 7 O2(g) ⎯→ 6 CO2(g) + 8 H2O(g)


Reconeixement d’alguns plàsticsResposta oberta.

Activitats finals

1. La gran diversitat de compostos orgànics és deguda, fonamentalment, a la facilitat amb laqual els àtoms de carboni poden unir-se entre si mitjançant enllaços covalents senzills, do-bles o triples, de manera que poden formar llargues cadenes obertes (lineals o ramifica-des), o bé cadenes tancades.

2. Els hidrocarburs són compostos orgànics formats exclusivament per carboni i hidrogen. La font més important n’és el petroli.


3. CH3 CH3 CH3| | |

CH3 – C – CH2 – CH – C – CH3 CH3 – CH = CH2| |

CH3 CH3

CH3 CH3| |

CH2 = C – C = CH2 CH3 – C ≡ CH

4. a) CH3 – CH2 – CH2 – CH3

H H H H| | | |

H – C – C – C – C – H| | | |

H H H H

b) CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

H H H H H| | | | |

H – C – C – C – C – C – H| | | | |

H H H H H

c) CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

H H H H H H H H| | | | | | | |

H – C – C – C – C – C – C – C – C – H| | | | | | | |

H H H H H H H H

Etè o etilè: H H Etí o acetilè: H – C ≡ C – H| |

C = C| |

H H

5. 2 C2H6(g) + 7 O2(g) ⎯→ 4 CO2(g) + 6 H2O(g)

C2H4(g) + 3 O2(g) ⎯→ 2 CO2(g) + 2 H2O(g)

2 C2H2(g)+ 5 O2(g) ⎯→ 4 CO2(g) + 2 H2O(g)

6. Es tracta del propà. En efecte: C3H8(g) + 5 O2(g) ⎯→ 3 CO2(g) + 4 H2O(g)

7. C5H12(l) + 8 O2(g) ⎯→ 5 CO2(g) + 6 H2O(g)

C2H4(g) + 3 O2(g) ⎯→ 2 CO2(g) + 2 H2O(g)

C8H16(l)+ 12 O2(g) ⎯→ 8 CO2(g) + 8 H2O(g)

8. 2 C6H14(g) + 19 O2(g) ⎯→ 12 CO2(g) + 14 H2O(g)

a) Es necessita un volum d’oxigen de 1 660 dm3.b) Es produiran 2 059 g de diòxid de carboni.

9. La petroquímica és la indústria química derivada del petroli. Actualment, és la indústria mésimportant del món i la que ha originat l’expansió actual de la indústria química. El 60 % delsproductes químics que es troben en el mercat i el 80 % dels compostos orgànics prove-nen d’aquesta indústria.


72


73

10. a) Qualsevol compost orgànic el podem considerar derivat d’un hidrocarbur en el qual s’han substituït un o més àtoms d’hidrogen per àtoms d’altres elements, o bé per ungrup determinat d’àtoms. L’àtom o el grup d’àtoms substituents s’anomena grup fun-cional. La resta de la molècula, que està formada per àtoms de carboni i hidrogen, repel nom de radical.

b) El grup funcional dels alcohols és: –OH, anomenat hidroxil.

11. Metanol: CH3OH; etanol: CH3 – CH2OH.

12. enzims

C6H12O6(aq) ⎯→ 2 CH3 – CH2OH(aq) + 2 CO2(aq)

glucosa etanol

13. H – COOH: àcid fòrmic; CH3 – COOH: àcid acètic.

14. Volum d’oxigen = 750 litres.

15. 8,2 � 1020 molècules/cm3

16. a) 1,48 � 1023 molècules.b) 55,2 litres de diòxid de carboni.c) 88,6 g d’aigua.

17. Es classifiquen en termoplàstics i plàstics termostables. El polietilè és termoplàstic. Les re-sines d’urea són termostables.

18. Les dues formes principals d’evitar l’acumulació de residus materials plàstics a la natura,són el reciclatge i la incineració.

19. És el líquid d’aspecte negrós tal com s’extreu del jaciment.

20. És el plàstic que s’obté en insuflar gas a pressió en el poliestirè fos. S’obté una escumamolt lleugera que, un cop solidificada queda un material idoni per fabricar flotadors, caixesd’embalatge. El poliestirè expandit és un gran aïllant tèrmic.Els plàstics són polímers sintètics perquè s’obtenen al laboratori o en la indústria. No estroben a la natura.

21. Cel·lulosa, cautxú, proteïnes.


1. Aquest fenomen evidencia que el pa conté carboni. Rep el nom de piròlisi.

2. Tots els hidrocarburs són menys densos que l’aigua i hi són insolubles.



3. Els alcohols es poden considerar derivats dels hidrocarburs, en substituir un àtom d’hi-drogen pel grup funcional –OH, anomenat hidroxil.

4. Els àcids orgànics són substàncies que tenen en les seves molècules el grup funcional–COOH, anomenat grup carboxil. Reben aquest nom perquè tenen caràcter àcid.

5. CH3 – CH2OH(l) + 3 O2(g) ⎯→ 2 CO2(g) + 3 H2O(g)

6. a) 2 CH ≡ CH(g) + 5 O2(g) ⎯→ 4 CO2(g) + 2 H2O(g)

b) m = 307,7 g de O2; E = 5 015,4 kJ

7. Cel·lulosa, proteïnes. Són polímers naturals.Polietilè i el poliestirè són polímers sintètics.

8. Perquè el PVC és un plàstic que conté clor en la seva composició i quan és incinerat pro-dueix gasos perjudicials per al medi ambient i per a la salut de les persones.

9. Mr = 56 000

10. H H| |

Età; C2H6; CH3 – CH3; H – C – C – H| |

H H

H H H| | |

Propà: C3H8; CH3 – CH2 – CH3; H – C – C – C – H| | |

H H H

11. V = 2,84 m3


74


Documents

Solucionari fq eso4