Cuestionario 1 - 10. Un termómetro está graduado en una escala arbitraria “x” en la que la temperatura PDF

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10. Un termómetro está graduado en una escala arbitraria “x” en la que la temperatura del hielo fundente corresponde a –20 ºx y la del vapor de agua a 180 ºx. Determinar el valor del cero absoluto en esta escala arbitraria....

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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS FACULTAD DE INGENIERÍA LABORATORIO DE QUIMICA

Cuestionario: MEDIDAS Y PROPIEDADES FÍSICAS

Lugar y Fecha de entrega: La Paz 21-08-2021

CUESTIONARIO: 1. Explique las diferencias importantes entre cada par de términos: a) MASA: La masa es una magnitud escalar y de uso común en la física y la química, que expresa la cantidad de materia que hay en un objeto o un cuerpo. PESO: No debe confundirse con el peso, que representa la intensidad con que un cuerpo es atraído por un campo gravitatorio. b) PROPIEDAD EXTENSIVA: son aquellas que sí dependen de la masa, son magnitudes cuyo valor es proporcional al tamaño del sistema que describe ejemplo: el peso, el área, el volumen. PROPIEDAD INTENSIVA: Son propiedades que no dependen de la masa, es decir, son las mismas para una muestra pequeña que para una muestra grande. ejemplo: el color, el punto de ebullición, el punto de fusión y la dureza. c) PRECISIÓN: Capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones. Esta cualidad debe evaluarse a corto plazo, tiene dos componentes: repetibilidad y reproducibilidad. No debe confundirse con exactitud. EXACTITUD: Es la cercanía del valor analítico al valor verdadero de concentración del compuesto de interés en el material. Es la concordancia entre la mejor estimación de una cantidad y su valor real que tiene tres componentes: sesgo, linealidad y estabilidad. d) MEZCLA HETEROGÉNEA: es una asociación de sustancias que no puede ser representada por una fórmula química y cada sustancia conserva sus propiedades químicas. MEZCLA HOMOGÉNEA: Las mezclas homogéneas son aquellas en las que no se pueden distinguir a simple vista sus componentes. 2. En la etiqueta de una joya se garantiza que su contenido en oro es del 99.64 %. Un químico decide comprobar la veracidad del dato realizando un análisis por triplicado. Los resultados de sus análisis son los siguientes: % de pureza Análisis 1 49.87 Análisis 2 49.88 Análisis 3 49.85 Los resultados del análisis son: a) Precisos, pero no exactos b) Exactos, pero no precisos c) Exactos pero incorrectos

d) Ni precisos ni exactos.

Indique el inciso correspondiente a la respuesta correcta y explique además su respuesta. A) Los resultados del análisis demuestran que los datos son precisos por que la variación es mínima, pero no exactos porque están alejados de su valor real.

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Mamani Lucas

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3. El metanol (alcohol metílico o alcohol de madera) puede usarse como combustible para automóviles, ya sea en estado puro o mezclado con gasolina. Un automóvil modificado para utilizar una mezcla de 85 % de metanol y 15 % de gasolina, recorre 25.5 mi/gal (millas por galón). Este combustible tiene una densidad de 0.775 g/ml. ¿Cuántos kilogramos de metanol consume el automóvil en un recorrido de 808 km? 𝐾𝑚 ∗ 1𝑚𝑖𝑙𝑙𝑎 1,609𝐾𝑚 ∗ 1𝑔𝑎𝑙𝑜𝑛(𝑚) ∗ 3785,4𝑚𝑙(𝑚) 25,5𝑚𝑖𝑙𝑙𝑎𝑠 ∗ 0,775𝑔(𝑚) 1𝑔𝑎𝑙𝑜𝑛(𝑚) ∗ 85𝑔(𝑚𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙) 1𝑚𝑙(𝑚) 808 = 49 ,12𝑔 100𝑔(𝑚) 4. Se construye una nueva escala de temperatura “M”; estableciéndose como 0°M al punto de fusión del mercurio (– 41.8°C) y 100 M al punto de ebullición del mercurio (358.2°C). Determinar el valor del cero absoluto en esta nueva escala. 𝑇𝑒𝑏𝑢𝑙𝑙𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑀 = 100°𝑀 𝑇𝑓𝑢𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑀 = 0°𝑀 𝑇𝑓𝑢𝑠𝑖𝑜𝑛 °𝐶 = 41,7°𝐶 𝑇𝑒𝑏𝑢𝑙𝑙𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛 °𝐶 = 358.2°𝐶 → 𝑇𝑐𝑒𝑟𝑜 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜𝑀 = 𝑋 𝑇𝑐𝑒𝑟𝑜 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜°𝐶 = −273°𝐶 100 − 𝑥 𝑀−𝑥 = 𝐶 + 273 358,2 + 273 Se obtiene: 100(°𝐶 + 273) °𝑀 = 631,2 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑖𝑑𝑒𝑟𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑒𝑙 𝑐𝑒𝑟𝑜 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑒𝑛 °𝐶 = −273 100°𝐶 + 273 °𝑀 = 631,2 La temperatura del cero absoluto °𝑀 = −42.81°𝑀 5. La temperatura de un cuerpo es 70°C, luego se aumenta en 540°F para luego disminuir 25 K. Calcular la temperatura final en °J, sabiendo que el punto de ebullición y congelación del agua son 80 °J y –20°J, respectivamente. 𝑇𝑓𝑢𝑠𝑖𝑜𝑛 °𝐽 = −20°𝐽 𝑇𝑒𝑏𝑢𝑙𝑙𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛 °𝐽 = 80°𝐽 𝑇𝑓𝑢𝑠𝑖𝑜𝑛 °𝐶 = 0°𝐶 𝑇𝑒𝑏𝑢𝑙𝑙𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛 °𝐶 = 100°𝐶 Factores de conversión: 540°F→

°𝐶 =

5 9

∗ (°F − 32) = 282,22°𝐶

25 K → °𝐶 = K − 273 = −248°𝐶 La ecuación seria: 70°C + 282 ,22°𝐶 − (−248°𝐶) = 600°𝐶 Para hallar en °𝐽

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600−0 100+0

=

°𝐽−(−20) 80−(−20)

→

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°𝐽 = 580°𝐽

6. La densidad relativa de una sustancia “A” con respecto a” B” es 1.5 y la densidad relativa de “B” con respecto a “C” es 2. Si la densidad relativa de C es 3 g/ml, calcule el volumen que ocupa 180 g de “A”. 𝜌𝐴 𝜌𝐵 =2 si 𝜌𝐶 = 3𝑔/𝑚𝑙 = 1.5 𝜌 𝜌 𝐶

𝐵

𝜌𝐴 = 1.5𝜌𝐵 y 𝜌𝐵 = 2𝜌𝐶 entonces reemplazar datos 𝑔

en A

𝜌𝐵 = 2 ∗ 3𝑔/𝑚𝑙

𝜌𝐴 = 1.5 ∗ 6 𝑚𝑙 = 9 𝑔/𝑚𝑙

El volumen ocupado será 180

𝑔∗1𝑚𝑙 9𝑔

entonces

= 20

𝑉𝐴 = 20𝑚𝑙

7. Se tiene una mezcla de dos líquidos “A” y “B”, cuya masa es 1290 g y ocupa un volumen de 860 ml. Si se extrae 170 g solamente de la sustancia “A”, la densidad de la mezcla residual ha disminuido en 0.1 g/ml con respecto a la original. Calcule la densidad del líquido “A”. 𝑚𝐴 + 𝑚𝐵 = 1290𝑔 𝑉𝐴 + 𝑉𝐵 = 1290𝑔 Se extrae -𝑚𝐴 = 170𝑔 𝜌𝑇 = 𝜌𝑀 − 0,1𝑚𝑙 1290𝑔 𝜌𝑀 = = 1,5𝑔/𝑚𝑙 860𝑚𝑙 8. Al realizar la medición de un cuerpo cilíndrico se obtienen los siguientes datos: Determinar si el cuerpo se sumerge o no en agua (considere análisis estadístico para determinar la densidad del cuerpo). Masa (g) 3.25 3.21 3.20 3.25 3.26 3.25 3.24

𝑚𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 3,23

Altura (pulg) 5.34 5.33 5.33 5.00 5.35 5.34 5.35

𝜌=

𝑚 𝑉

=

Radio (cm) 67.90 67.89 56.90 67.88 68.00 67.90 67.89 3,23 183522,7273

= 0.0000176 g/cm3

𝑉𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 183522,7273 9. Al realizar la medición de un cuerpo esférico se obtienen los siguientes datos:

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Masa (g) 11.55 11.50 11.62 11.51 11.57 11.52 11.55

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Diámetro (cm) 15.55 15.60 15.44 15.45 15.40 15.50 15.53

Determinar la densidad del cuerpo esférico y la incertidumbre de su densidad. 𝑅 2 = 0,2956

𝜌=

𝑚𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 11,55

𝑚 𝑉

→

11,55𝑔

𝜌 = 15,49𝑚𝑙 = 0,745

𝑔 𝑚𝑙

𝑉𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 15,49 10. Un termómetro está graduado en una escala arbitraria “x” en la que la temperatura del hielo fundente corresponde a –20 ºx y la del vapor de agua a 180 ºx. Determinar el valor del cero absoluto en esta escala arbitraria. 𝑇𝑓𝑢𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑋 = −20°𝑋 𝑇𝑒𝑏𝑢𝑙𝑙𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑋 = 180°𝑋 𝑇𝑓𝑢𝑠𝑖𝑜𝑛 °𝐶 = 0°𝐶 𝑇𝑒𝑏𝑢𝑙𝑙𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛 °𝐶 = 100°𝐶 → 𝑇𝑐𝑒𝑟𝑜 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜𝑋 = 𝑇𝑐𝑒𝑟𝑜 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 °𝐶 = −273°𝐶 180 − 𝑎 −20 − 𝑎 = 100 + 273 0 + 273 De la ecuación anterior podemos obtener −56600 𝑎= = −566°𝑋 100 11. Una probeta tiene una masa de 45 g, si esta se llena con agua hasta la tercera parte pesara 70g. si la misma probeta ahora se llena totalmente con un líquido desconocido pesara 120g. ¿Cuál es la densidad del líquido desconocido? 𝑚𝑝𝑟𝑜 = 45𝑔 𝑚𝑝𝑟𝑜 + 𝑚𝐻2𝑂 = 70𝑔 → 𝑚𝐻2𝑂 = 25𝑔 𝑚𝑥 = 50𝑔

𝑚𝑝𝑟𝑜 + 𝑚𝐻2𝑂 + 𝑚𝑥 = 120 𝑉𝐻2𝑂 =

1 3

𝑉𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 25𝑚𝑙

𝑉𝑥 =

2 3

𝑉𝑇𝑜𝑡 →

𝜌𝑥 =

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→

𝑉𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 3 𝑉𝐻2𝑂 = 75𝑚𝑙

𝑉𝑥 = 50𝑚𝑙

𝑚𝑥 50𝑔 = 1 𝑔⁄𝑚𝑙 = 50𝑔 𝑉𝑥

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12. La densidad de una mezcla de aceite y alcohol es de 0.86 g/cc, si la masa de ambos en la mezcla es igual. ¿Cuál es la densidad del aceite, si el volumen del alcohol es 53?75 % del total.

𝜌𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎 = 0.86 𝑔/𝑚𝑙 𝑚𝑎𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 = 𝑚𝑎𝑙𝑐𝑜ℎ𝑜𝑙 → 𝑚𝑇 = 2𝑚𝑎𝑐𝑒

𝑉

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= 0.5375VT

2𝑚𝑎𝑙𝑐𝑜ℎ 𝑉𝑎𝑙𝑐𝑜ℎ = 0,5375 ∗ 2 ∗ 𝜌𝑎𝑙𝑐𝑜ℎ 0,5375 𝜌𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎 0,86 𝑔⁄𝑚𝑙 = = = 0,8 𝑔⁄ 𝑚𝑙 1,075 1,075

𝜌𝑚𝑒𝑧𝑐𝑙𝑎 =

𝜌𝑎𝑙𝑐𝑜ℎ

𝑎𝑙𝑐𝑜ℎ𝑜𝑙

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