Exercícios: Propriedades gerais e características

Na aula de Ciências mediram estas propriedades de vários materiais: massa, volume, densidade, ponto de fusão, dureza e condutividade elétrica. Classifique-as em dois grupos: propriedades gerais (as que toda a matéria possui) e propriedades características (as que servem para distinguir uma substância de outra). Justifique brevemente a sua classificação.

Você enche um balão e verifica que ele ocupa um espaço que antes não ocupava; além disso, numa balança muito precisa, o balão cheio pesa um pouco mais do que o balão vazio, como mostra a figura.

Quais duas propriedades gerais da matéria são demonstradas pelo ar com esse experimento? Dê o nome de cada uma e explique qual observação corresponde a ela.

No hortifrúti, o funcionário coloca um melão na balança e ela marca $2,5\ \text{kg}$.

1. a) Que propriedade do melão está sendo medida?
2. b) É uma propriedade geral ou específica? Justifique a resposta.
3. c) Qual é a unidade dessa grandeza no Sistema Internacional?

No laboratório, a Lúcia coloca água em uma proveta até a marca de $100\ \text{mL}$, como mostra a figura.

1. a) Que propriedade da água está sendo medida com a proveta?
2. b) Expresse essa quantidade em $\text{cm}^3$ (lembre-se: $1\ \text{mL} = 1\ \text{cm}^3$).
3. c) É uma propriedade geral ou específica?

A água ferve sempre a $100\ \celsius$ (ao nível do mar) e o álcool, a $78\ \celsius$.

1. a) Como se chama a propriedade a que esses dados se referem?
2. b) É uma propriedade geral ou característica?
3. c) Como essa propriedade ajudaria você a saber qual dos dois líquidos está em um frasco que perdeu o rótulo?

Com uma moeda você consegue riscar a madeira de um lápis, mas, por mais que esfregue a madeira contra a moeda, não consegue riscá-la.

1. a) Que propriedade característica você está comparando com este teste?
2. b) Qual dos dois materiais a possui em maior grau? Explique como você sabe.

As frigideiras são de metal porque o metal transmite muito bem o calor da chama aos alimentos, mas o cabo costuma ser de madeira ou de plástico, como mostra a figura.

Explique, utilizando a expressão «condutividade térmica», por que razão a frigideira e o respectivo cabo não são fabricados em uma só peça de metal.

Complete a frase com as palavras que faltam: «As propriedades $\dots$ são comuns a todos os materiais, como a massa e o volume; as propriedades $\dots$ permitem distinguir uma substância de outra, como a densidade ou o ponto de fusão». Depois, explique como você utilizaria uma propriedade característica para distinguir o sal do açúcar sem experimentá-los.

O Marcos tem duas bolinhas de gude que pesam exatamente $20\ \text{g}$ cada uma: uma é de vidro e a outra de aço, mas estão pintadas da mesma cor e acabaram misturadas.

1. a) A massa serve para saber qual é qual? Por quê?
2. b) Que propriedade característica ele poderia medir para distingui-las? Explique como faria isso.

Numa feira vendem uma pulseira que, segundo o vendedor, é de prata. A Salma a pesa em casa: $31\ \text{g}$. Acontece que uma colher de chá de aço da cozinha dela também pesa $31\ \text{g}$.

1. a) Explique por que a massa não serve para a Salma verificar se a pulseira é de prata.
2. b) A densidade da prata é de $10,5\ \text{g/cm}^3$ e a do aço é de $7,9\ \text{g/cm}^3$. Descreva que duas medições a Salma deve fazer e que cálculo deve efetuar para comprovar isso.

Para medir o volume de um chaveiro metálico, a Noa despeja $50\ \text{mL}$ de água em uma proveta; ao mergulhar o chaveiro, o nível sobe até $68\ \text{mL}$, como mostra a figura.

1. a) Qual é o volume do chaveiro, em $\text{cm}^3$?
2. b) Expresse-o em litros.
3. c) Por que a Noa não conseguiria medir o volume deste objeto com uma régua?

O professor aquece uma substância branca desconhecida e observa que funde exatamente a $80\ \celsius$. Na tabela do laboratório constam estes pontos de fusão: açúcar, $186\ \celsius$; naftalina, $80\ \celsius$; sal de cozinha, $801\ \celsius$.

1. a) Qual das três substâncias é a desconhecida?
2. b) Explique por que o ponto de fusão serve para identificá-la e, em contrapartida, a cor branca não serve.

Em um museu de minerais deixam você fazer uma experiência com três amostras: o mineral A risca o mineral B, e o mineral C risca o mineral A. Além disso, o cartaz da vitrine indica que a dureza do mineral C na escala de Mohs é 7 (para comparar, o vidro de uma janela tem dureza 5,5).

1. a) Ordene os três minerais do mais mole ao mais duro.

1. b) Explique o raciocínio que você seguiu.

1. c) O que aconteceria ao vidro de uma janela se você o esfregasse com o mineral C? Justifique comparando as durezas deles.

No inverno, andar descalço no chão de mármore do banheiro dá uma sensação de frio muito maior do que andar no carpete do corredor, embora ambos estejam à mesma temperatura.

1. a) Qual dos dois materiais tem maior condutividade térmica?
2. b) Explique, utilizando esse dado, o que acontece com o calor do seu pé em cada caso e por que a sensação é tão diferente.

Você parte uma barra de chocolate em duas metades exatas.

1. a) O que acontece com a massa e o volume de cada metade, em comparação com os da barra inteira?
2. b) E o que acontece com a densidade do chocolate?
3. c) Use este exemplo para explicar a diferença entre uma propriedade geral e uma propriedade característica.

As boas facas de cozinha são fabricadas de aço e não de alumínio, que é um metal muito mais leve.

1. a) Que propriedade característica faz com que o aço seja um material melhor para uma faca?
2. b) Raciocine por que razão, neste caso, a leveza (uma massa pequena) não é a propriedade que decide.
3. c) Dê outro exemplo de objeto cotidiano em que o material seja escolhido por essa mesma propriedade que você indicou no item a).

Um frasco do laboratório perdeu o rótulo e contém um líquido incolor. Ao aquecê-lo, ele ferve a $78\ \celsius$. Os candidatos são: água (ponto de ebulição $100\ \celsius$), álcool ($78\ \celsius$) e acetona ($56\ \celsius$).

1. a) Que substância parece ser, de acordo com o ponto de ebulição?
2. b) Medem a sua densidade e obtêm $0,79\ \text{g/cm}^3$; a do álcool é de $0,79\ \text{g/cm}^3$ e a da acetona é de $0,78\ \text{g/cm}^3$. Essa medição resolve a dúvida entre o álcool e a acetona? Justifique a resposta.
3. c) Que propriedade se revelou decisiva neste caso e por que convém medir mais de uma propriedade característica para identificar uma substância?

Em um armazém existem duas garrafas fechadas e idênticas, uma cheia de água e outra de azeite, mas perderam o rótulo e não podem ser abertas.

1. a) Qual das duas pesará mais ao pegá-las?
2. b) Justifique com base nas densidades (água, $1\ \text{g/cm}^3$; azeite, $0,9\ \text{g/cm}^3$) e no fato de as duas garrafas conterem o mesmo volume de líquido.
3. c) Por que não adianta observar o tamanho das garrafas para decidir?

Uma substância tem um ponto de fusão de $-10\ \celsius$ e um ponto de ebulição de $60\ \celsius$, como mostra a figura.

1. a) Em que estado físico se encontra a $20\ \celsius$?
2. b) E a $-20\ \celsius$?
3. c) E a $80\ \celsius$?
4. d) Justifique cada resposta comparando a temperatura com os dois pontos característicos, e explique por que esses pontos servem para prever o estado da substância a qualquer temperatura.

Uma viga de ferro de uma obra pesa $790\ \text{kg}$ e um parafuso do mesmo ferro pesa $7,9\ \text{g}$. A densidade de ambos é $7,9\ \text{g/cm}^3$.

1. a) Calcule o volume do parafuso e o da viga (expresse este último em $\text{cm}^3$; lembre-se de que $1\ \text{kg} = 1000\ \text{g}$).
2. b) Eles têm a mesma massa? E o mesmo volume? E a mesma densidade?
3. c) Explique, com este exemplo, em que diferem as propriedades gerais das características, e justifique por que a densidade não varia, quer o pedaço de ferro seja grande ou pequeno.

Em Educação Tecnológica montaram um circuito com uma pilha e uma lâmpada: se você fechar o circuito com um material condutor, a lâmpada acende, e se for isolador, não, como se mostra na figura.

Testam quatro objetos: uma chave de ferro, uma borracha de apagar, a mina de um lápis (grafite) e uma régua de plástico.

1. a) Preveja com quais deles a lâmpada vai acender.
2. b) Classifique os quatro materiais em condutores e isolantes de acordo com a sua condutividade elétrica.
3. c) Explique por que os eletricistas usam chaves de fenda com cabo de plástico e o que aconteceria se o cabo fosse de metal.

Uma marca desenha o vidro de um relógio esportivo e hesita entre três materiais: plástico (muito barato, risca facilmente), vidro (quase não risca, mas pode quebrar com um impacto forte) e safira sintética (quase impossível de riscar, muito cara).

1. a) Que propriedades dos materiais aparecem nesta decisão? Indique quais são características.
2. b) Escolha um material para o relógio de uma criança de $10$ anos que o usa para brincar no recreio e justifique a sua escolha.
3. c) Que material você escolheria para um relógio de luxo? Justifique comparando as propriedades.

Chega ao laboratório uma peça de metal brilhante sem rótulo. Eles fazem três testes e obtêm: densidade $7,9\ \text{g/cm}^3$; ponto de fusão $1535\ \celsius$; conduz muito bem a corrente elétrica. Os candidatos são: alumínio ($2,7\ \text{g/cm}^3$, $660\ \celsius$), ferro ($7,9\ \text{g/cm}^3$, $1535\ \celsius$) e chumbo ($11,3\ \text{g/cm}^3$, $327\ \celsius$).

1. a) Qual metal constitui a peça?
2. b) Explique quais candidatos são excluídos, se for o caso, por cada um dos três testes.
3. c) Justifique por que convém verificar várias propriedades características em vez de confiar em apenas uma.

O seu primo pequeno garante que o ar «não é matéria, porque não pesa nada».

1. a) Elabore uma experiência com dois balões e uma balança para demonstrar a ele que o ar tem massa: descreva o que você faria e o que ele observaria.
2. b) Descreva outra experiência simples que demonstre que o ar ocupa volume (pense, por exemplo, em um copo virado para baixo mergulhado em uma bacia com água).
3. c) Conclua explicando por que o ar é matéria, recorrendo ao conceito de propriedades gerais.