masa (m) Volumen (v) - redjbm.com

1 1 UNIVERSIDAD LIBRE FACULTAD DE INGENIER A DEPARTAMENTO DE CIENCIAS B SICAS GUIA DE CLASE No 2 NOMBRE DE LA ASIGNATURA Qu mica General T TULO Densidad y Temperatura DURACI N 4 horas BIBLIOGRAF A SUGERIDA Whitten K. Davis R. Peck. Stanley Qu mica. Octava edici n. M xico. 2008 Chang Raymond. Qu mica. Novena edici n. Mc Graw Hill. China. 2007. DOCENTES Sonia Torres Garz n Luisa Navarrete Martha Novoa COMPETENCIAS Realiza c lculos matem ticos referidos a densidad, masa y Volumen . Aplica las ecuaciones de conversi n entre escalas para determinar la temperatura en grados cent grados, en grados kelvin y en grados Fahrenheit de un cuerpo. CONCEPTUALIZACI N La densidad de una sustancia se define como la cantidad de masa que posee por unidad de Volumen . La densidad es una propiedad intensiva y no depende de la cantidad de masa presente, para un material dado la relaci n de masa a Volumen siempre es la misma; es decir, el Volumen aumenta conforme aumenta la masa.

2 Usualmente la densidad se expresa en g/mL, g/L, g/cc. EJEMPLOS 1. Densidad de una sustancia a partir de su masa y Volumen : calcular la densidad del oro sabiendo que 50 g de esta sustancia ocupan mL de Volumen d = masa = 50 g = g/mL Volumen mL 2. C lculo de la masa de un l quido contenido en un Volumen dado: la densidad del etanol es g/mL. Calcular la masa de mL del l quido. M = d x v g/mL x mL = g Densidad = masa (m) Volumen (v) 2 3. C lculo del Volumen de una soluci n: la densidad de un alcohol es g/cm3. Calcular el Volumen de 1600 g de alcohol V = m/d V = 1600 g g/cm3 = 2000 cm3 o 2000 mL 4. C lculo de densidad para s lidos: un bloque de hierro tiene cm de largo, cm de alto y cm de ancho y pesa 474 g Cu l es la densidad del hierro?

3 Primero se calcula el Volumen del bloque Volumen = largo x ancho x altura V= cm x cm x cm = 60 cm Luego despejando de la ecuaci n: d = m/v 474 g / 60 cm3 = g/cm3 EJERCICIOS 1. Determinar el Volumen en galones de 2500 mL de una sustancia. R. galones 2. La densidad del agua es de 1g/cc, determinar su equivalente en lb/pie3 y en Kg/m3 . R. 64,3 lb/pie3 1000Kg/m3 3. La densidad del cido sulf rico de una bater a de autom viles es g/mL. Calcule la masa de 242 mL del l quido. 4. Un cubo s lido mide cm en cada lado y tiene una masa de kg. Cu l es su densidad en g/cm3 5. Un bloque de aluminio con una densidad de g/cm3 tiene masa de g Cu l es el Volumen del bloque? 6. Una peque a piedra tiene una masa de g. la piedra es colocada en una probeta que contiene agua. El nivel del agua en la probeta cambia de 25 mL a 40 mL cuando la piedra se sumerge.

4 Cu l es la densidad de la piedra? 7. Para determinar la densidad de una soluci n en el laboratorio utilizando el picn metro se procedi de la siguiente forma: Se pes el picn metro vaci y su masa fue de g Se llen el picn metro con agua a 20 0 C (densidad del agua g/mL) y se pes , obteni ndose un valor de pesada de g. Finalmente se pes el picn metro lleno de soluci n y el valor de la pesada fue de g. Calcular la densidad de la soluci n. 8. La densidad de la plata es g/cm3. Cu l es el Volumen en cm3 de un lingote de plata con masa de Kg? b) si esta muestra de plata es un cubo, qu longitud en cm, tendr a cada lado? C) Cu l ser a la longitud de cada lado en pulgadas? 9. Una pieza de platino met lico con densidad g/cm3 tiene un Volumen de cm3. Cu l es su masa. 10. La densidad del mercurio, nico metal l quido a temperatura ambiente, es de g/mL.

5 Calcule la masa de mL del l quido 3 TEMPERATURA Escalas Termom tricas Actualmente se utilizan tres escalas de temperatura. Sus unidades son grados cent grados o Celsius, grados Fahrenheit y grados Kelvin. La escala de temperatura Celsius o cent grada la ideo en 1742 Anders Celsius, un astr nomo sueco. Eligi como puntos fijos el de fusi n del hielo y el de ebullici n del agua, tras advertir que las temperaturas a las que se verificaban tales cambios de estado eran constantes a la presi n atmosf rica. Asign al primero el valor 0 y al segundo el valor 100, con lo cual fij el valor del grado cent grado o grado Celsius ( C) como la cent sima parte del intervalo de temperatura comprendido entre esos dos puntos fijos. La escala de temperatura Fahrenheit la ide Gabriel Daniel Fahrenheit, un cient fico alem n, en 1724.

6 En esta escala el punto de congelaci n del agua pura se da a 32 grados (320 F) y el punto de ebullici n del agua es a 212 grados (2120F). As hay 180 grados entre el punto de congelaci n y el punto de ebullici n del agua. La escala de temperatura Kelvin lleva el nombre de Lord Kelvin, el f sico brit nico que la propuso. En esta escala el punto de congelaci n del agua pura se da a 273 grados (273 0 C) y el punto de ebullici n del agua es a 373 grados (3730C). As hay 100 grados entre el punto de congelaci n y el punto de ebullici n del agua. Conversi n de escalas La relaci n existente entre las escalas termom tricas m s empleadas permite expresar una misma temperatura en diferentes formas, esto es, con resultados num ricos y con unidades de medida distintas. Se trata, en lo que sigue, de aplicar las ecuaciones de conversi n entre escalas para determinar la temperatura en grados cent grados, en grados kelvin y en grados Fahrenheit de un cuerpo.

7 En la Tabla 1 se describen las relaciones de conversi n de escalas de temperatura. 4 CONVERSIONES ECUACI N 0C a 0F F= 9/5 C + 32 0F a 0C 0C = 5/9 ( F-32) 0C a 0 K 0K = C + 273 0K a 0 C C = K 273 Tabla 1: Conversi n de Temperatura EJEMPLOS 1. Convertir 120 0F a grados Celsius 0C = 5/9 ( F - 32) 0C = 5/9 (120 F - 32) = 48 0C 2. Convertir 99 0C a grados Fahrenheit F= 9/5 C + 32 F= 9/5 (99 C) + 32 = 210 0F 3. Si un term metro marca 35 0C. cu nto debe marcar en grados kelvin y en grados Fahrenheit 0K = C + 273 0K = 35 C + 273 = 308 0K F= 9/5 C + 32 F= 9/5 (35 C) + 32 = 95 0F EJERCICIOS 1. Normalmente el cuerpo humano puede soportar una temperatura de 105 0F por cortos periodos sin sufrir da os permanentes en el cerebro y otros rganos vitales Cu l es esta temperatura en grados Celsius?

8 2. El etilenglicol es un compuesto org nico l quido que se utiliza como anticongelante en los radiadores de los autom viles. Se congela a 0C. Calcule esta temperatura de congelaci n en grados Fahrenheit? 3. Un estudiante de ingenier a decide hornear una pizza. De acuerdo con las instrucciones, la pizza debe hornearse por 10 minutos a 425 0F. Sin embargo el marcador del horno est en grados Celsius. A qu temperatura debe colocarse la perilla para que la pizza quede lista en 10 minutos? 4. Una persona que est enferma tiene una temperatura de 40 0C. la temperatura normal del cuerpo es 37 0C. Esto representa un aumento de 3 grados cent grados en temperatura. Qu tipo de aumento por encima de la temperatura normal del cuerpo representa esta en 0F? Cu l es la temperatura corporal de la persona en 0F? 5. Si en la escala cent grada un term metro marca 520C, Cu nto debe marcar en un term metro de grados Fahrenheit y grados kelvin?

9 6. Halle la equivalencia en la correspondiente escala para las siguientes temperaturas: a. 290 0K a la escala cent grada y Fahrenheit. b. -80 0C a 0F c. -20 0F a grados Celsius d. 50 0C a la escala kelvin y a la escala Fahrenheit e. -130 0F a 0 C y a 0K 5 BIBLIOGRAF A BROWN, LEMAY, BURSTEIN. Qu mica la ciencia central. Editorial Pearson. Prentice Hall. D cimo primera edici n. M xico 2009. Qu mica la ciencia b sica. Editorial Thomson. Espa a 2006. SHERMAN A. SHERMAN S. RUSSIKOFF L. Conceptos b sicos de Qu mica. Editorial continental. M xico1999.