Evaluación de Física y Química

Ejercicio 1

Respuesta: Que el átomo está casi vacío

Si casi todas las partículas pasan sin desviarse, es que no encuentran nada en su camino: el átomo está casi vacío. Las pocas que se desviaban o rebotaban revelaron el núcleo, pequeño y positivo.

1. Casi todas pasan sin desviarse → el átomo está casi vacío
2. Unas pocas se desvían mucho o rebotan → hay un núcleo diminuto, positivo y con casi toda la masa

Ejercicio 2

Respuesta: 30 neutrones

El número másico A cuenta protones y neutrones; Z cuenta solo los protones. Los neutrones son la diferencia.

1. N = A − Z
2. N = 56 − 26 = 30 neutrones

Ejercicio 3

Respuesta: 18 electrones

Un anión ha ganado electrones: la carga −2 indica 2 electrones más que protones.

1. electrones = Z − carga del ion
2. electrones = 16 − (−2) = 18

Ejercicio 4

Respuesta: Vrai

Los isótopos son átomos del mismo elemento (mismo Z) con distinto número másico, es decir, con distinto número de neutrones.

1. Carbono-12: 6 protones y 12 − 6 = 6 neutrones
2. Carbono-14: 6 protones y 14 − 6 = 8 neutrones

Ejercicio 5

Respuesta: Periodo 3, grupo 2

El número de capas da el periodo y, en los grupos 1 y 2, los electrones de la última capa coinciden con el número del grupo. Es el magnesio (Z = 12).

1. 3 capas ocupadas → periodo 3
2. 2 electrones en la última capa → grupo 2
3. Z = 2 + 8 + 2 = 12: el magnesio

Ejercicio 6

Respuesta: Iónico

Son las propiedades de los compuestos iónicos: los iones están fijos en la red cristalina del sólido, pero pueden moverse cuando el compuesto se disuelve o se funde.

1. Sustancia molecular: punto de fusión bajo y no conduce → descartada
2. Metal: conduce también en estado sólido → descartado
3. Cristal covalente: insoluble y no conduce → descartado
4. Iónico: sólido, punto de fusión alto, soluble y conduce disuelto ✓

Ejercicio 7

Respuesta: Na2S

Se escribe primero el metal y después el no metal, y se cruzan los números de oxidación para que la suma de cargas sea cero.

1. Na: +1; S: −2
2. Cruzamos: Na₂S₁ → Na₂S
3. Comprobación: 2 · (+1) + 1 · (−2) = 0

Ejercicio 8

Respuesta: 60 g/L

La concentración en masa es la masa de soluto dividida entre el volumen de disolución expresado en litros.

1. 250 mL = 0,25 L
2. c = 15 g0,25 L
3. c = 60 g/L

Ejercicio 9

Respuesta: 750 J

La energía cinética depende de la masa y del cuadrado de la velocidad: E_c = ½ · m · v².

1. E_c = ½ · 60 · 5²
2. E_c = 30 · 25
3. E_c = 750 J

Ejercicio 10

Respuesta: 196 J

Sin rozamiento, la energía mecánica se conserva: toda la energía potencial inicial se ha transformado en energía cinética al llegar al suelo.

1. Arriba: E_p = m · g · h = 2 · 9,8 · 10 = 196 J y E_c = 0
2. Abajo: E_p = 0, así que E_c = 196 J

Ejercicio 11

Respuesta: La biomasa

La biomasa (restos vegetales, residuos orgánicos) se regenera de forma natural. El gas natural y el carbón son combustibles fósiles, y la nuclear usa uranio, con reservas limitadas.

Ejercicio 12

Respuesta: 5 A

Según la ley de Ohm, V = I · R, así que la intensidad es la tensión dividida entre la resistencia.

1. I = VR
2. I = 23046
3. I = 5 A

Ejercicio 13

Respuesta: 4 Ω

En paralelo se suman las inversas de las resistencias. El resultado es menor que la menor de ellas, lo que permite comprobarlo.

1. 1R = 112 + 16 = 112 + 212 = 312 = 14
2. R = 4 Ω (menor que 6 Ω ✓)

Ejercicio 14

Respuesta: 0,45 €

Se calcula la energía en kWh con E = P · t (potencia en kW y tiempo en horas) y se multiplica por el precio.

1. P = 1500 W = 1,5 kW
2. E = 1,5 · 2 = 3 kWh
3. Coste: 3 · 0,15 = 0,45 €

Ejercicio 15

Respuesta: 25 m/s

Como 1 m/s = 3,6 km/h, para pasar de km/h a m/s se divide entre 3,6.

1. 90 km/h = 90 000 m ÷ 3600 s
2. = 90 ÷ 3,6 = 25 m/s

Ejercicio 16

Respuesta: 300 m

Es un movimiento rectilíneo uniforme (MRU): x = x₀ + v · t.

1. x = 100 + 5 · 40
2. x = 100 + 200
3. x = 300 m

Ejercicio 17

Respuesta: 24 m

Es un MRUA con x₀ = 0 y v₀ = 0: x = ½ · a · t².

1. x = 0 + 0 · 4 + ½ · 3 · 4²
2. x = ½ · 3 · 16
3. x = 24 m

Ejercicio 18

Respuesta: 0,5 m/s²

Según la segunda ley de Newton, F = m · a, así que a = F ÷ m.

1. a = Fm
2. a = 6001200
3. a = 0,5 m/s²

Ejercicio 19

Respuesta: Solo su peso

La masa (cantidad de materia, en kg) no depende del lugar. El peso es la fuerza con que el astro atrae a la mochila, P = m · g, y en la Luna g es mucho menor.

1. En la Tierra: P = 5 · 9,8 = 49 N
2. En la Luna (g ≈ 1,6 N/kg): P ≈ 5 · 1,6 = 8 N
3. La masa sigue siendo 5 kg

Ejercicio 20

Respuesta: Oxidarse un clavo de hierro

Al oxidarse el hierro se forma una sustancia nueva, el óxido. En los demás casos las sustancias siguen siendo las mismas: son cambios físicos.

Ejercicio 21

Respuesta: 3 · 2

Se ajusta cambiando solo los coeficientes, hasta tener el mismo número de átomos de cada elemento a cada lado.

1. Nitrógeno: 2 a la izquierda → 2 NH₃ a la derecha
2. Hidrógeno: 2 · 3 = 6 a la derecha → 3 H₂ a la izquierda
3. N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃: 2 N y 6 H a cada lado

Ejercicio 22

Respuesta: 32 g

Ley de Lavoisier: la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos.

1. m(carbono) + m(oxígeno) = m(dióxido de carbono)
2. 12 + m = 44
3. m = 44 − 12 = 32 g

Ejercicio 23

Respuesta: 5 mol

Se calcula la masa molar y se aplica n = m ÷ M.

1. M(H₂O) = 2 · 1 + 16 = 18 g/mol
2. n = 9018
3. n = 5 mol

Ejercicio 24

Respuesta: 72 g

Los coeficientes de la ecuación ajustada dan la proporción en moles: 2 mol de H₂ dan 2 mol de H₂O, es decir, 1 : 1.

1. M(H₂) = 2 g/mol → n = 8 ÷ 2 = 4 mol de H₂
2. Proporción 1 : 1 → 4 mol de H₂O
3. M(H₂O) = 18 g/mol → m = 4 · 18 = 72 g

Ejercicio 25

Respuesta: Porque a menor temperatura las reacciones químicas son más lentas

La temperatura es uno de los factores de la velocidad de reacción: a menor temperatura, las partículas chocan con menos energía y las reacciones que estropean los alimentos son más lentas.