Exercicis: La teoria cineticomolecular

En preparar un refresc fas servir aigua de l'aixeta, hi poses uns glaçons de gel i, al fons de la cuina, surt vapor d'una olla. Anomena els tres estats en què es pot trobar l'aigua i escriu un exemple de la vida quotidiana per a cadascun, diferent dels que apareixen aquí.

Completa la frase amb les paraules que falten: «Segons la teoria cineticomolecular, tota la matèria està formada per $\dots$ molt petites que estan en continu $\dots$». Explica després amb les teves paraules per què no podem veure aquestes partícules.

L'Aitana deixa a la prestatgeria de la seva habitació una pedra que va recollir a la platja. La pedra no canvia ni de forma ni de mida, sigui on sigui. La figura mostra com estan ordenades les partícules dins d'un sòlid com aquest.

Explica, amb la teoria cineticomolecular, per què els sòlids tenen forma i volum propis. Pensa en com estan unides les seves partícules i en com es mouen.

L'Iker aboca el suc d'un got ample a una ampolla estreta: el suc canvia de forma, però la quantitat de suc és la mateixa. La figura mostra el suc en tots dos recipients.

Explica per què un líquid té volum propi però no forma pròpia, pensant en com es mouen les seves partícules.

En inflar una pilota, l'aire que hi entra acaba ocupant tot el seu interior. És igual que la pilota sigui esfèrica, com les de futbol, o ovalada, com les de rugbi: l'aire sempre l'omple del tot. A la figura es representen les seves partícules a l'interior de la pilota.

Explica què fan les partícules d'un gas i per què els gasos no tenen ni forma ni volum propis.

La Paula tapa amb el dit la sortida d'una xeringa plena d'aire i empeny l'èmbol: l'aire es pot comprimir força. Si omple la xeringa d'aigua i repeteix la prova, l'èmbol gairebé no es mou. La figura representa les dues proves.

Quina diferència hi ha entre les partícules d'un gas i les d'un líquid que explica aquest resultat?

La Laia es posa colònia al canell a la seva habitació i, al cap de poca estona, el seu germà la sent des de la sala sense que corri gens d'aire. Com han arribat les partícules de la colònia fins al nas del seu germà? Com s'anomena aquest fenomen?

Un matalàs inflable acabat d'inflar està dur: en prémer-lo amb la mà, notes que resisteix. Explica, amb la teoria cineticomolecular, què fan les partícules de l'aire contra les parets interiors del matalàs i per què això explica que notem aquesta resistència.

L'Hugo deixa caure, amb cura i sense remenar, una gota de tinta en un got d'aigua. Al cap d'una estona, tota l'aigua s'ha tenyit de color, com es mostra a la figura.

Quin fenomen s'ha produït? Explica-ho amb la teoria cineticomolecular: què fan les partícules de la tinta i les de l'aigua?

Si s'escapa una mica de gas d'una bombona de butà, s'olora a tota la cuina en pocs segons. En canvi, una gota de tinta en un got d'aigua triga uns quants minuts a tenyir-lo completament. Per què creus que la difusió és molt més ràpida en els gasos que en els líquids? Pensa en la distància entre les partícules i en com de lliures estan per moure's.

En un sòlid les partícules vibren gairebé sense canviar de lloc; en un líquid llisquen les unes sobre les altres; en un gas es mouen lliurement per tot el recipient. Relaciona cada tipus de moviment amb una d'aquestes observacions i justifica la relació:

1. a) Un bloc de ferro conserva sempre la seva forma.
2. b) L'aigua d'una ampolla es pot abocar en un got.
3. c) L'aire d'un globus n'omple tot l'interior.

La Martina compara dues pilotes: una de desinflada, que està tova, i una altra d'acabada d'inflar, que està dura. A l'interior de la segona hi ha moltes més partícules d'aire, com es mostra a la figura.

Explica, pensant en els xocs de les partícules contra les parets de la pilota, per què la pilota inflada està més dura.

En un pot de desodorant es llegeix: «No exposeu a temperatures superiors a $50\ ^\circ\text{C}$». El pot és hermètic i conté gas a pressió. Explica què els passa a les partícules del gas quan el pot s'escalfa i per què el pot pot arribar a esclatar.

Quan passes per davant d'un forn de pa sents l'olor del pa acabat de fer, però l'olor no arriba a l'instant: triga uns segons a recórrer els pocs metres fins a tu, encara que les partícules de l'aroma es mouen molt de pressa. Què els passa a aquestes partícules pel camí? Pensa en les partícules d'aire que ja hi ha entre el forn i el teu nas.

Després d'una passejada llarga amb bici un dia de calor, en Omar nota les rodes més dures que en sortir, sense haver fet servir la bomba d'inflar i sense cap punxada. Explica, amb la teoria cineticomolecular, què ha passat amb les partícules de l'aire de l'interior de les rodes.

En una bombona petita de càmping-gas hi cap prou gas per omplir molts globus grans. Com és possible que tant de gas càpiga en un recipient tan petit? Relaciona-ho amb els espais buits que hi ha entre les partícules d'un gas.

A casa de la Carla, la sopa calenta que acaben de servir s'olora des del passadís, però el gaspatxo fred gairebé no es nota fins que s'acosta el nas al plat. Explica la diferència amb la teoria cineticomolecular: quin efecte té la temperatura sobre les partícules i com influeix això en la difusió de l'olor?

Al laboratori, l'Eric prepara dos gots: un amb aigua freda de la nevera i un altre amb aigua calenta. Deixa caure una gota de colorant a cadascun, al mateix temps i sense remenar, com es mostra a la figura.

1. a) Prediu què s'observarà a cada got al cap de cinc minuts.
2. b) Explica la teva predicció amb la teoria cineticomolecular.
3. c) Enuncia una conclusió general que relacioni la temperatura amb la velocitat de la difusió.

Els globus sonda que mesuren el temps atmosfèric es deixen anar mig inflats. En pujar, la pressió de l'aire exterior és cada vegada menor, i el globus s'infla més i més fins que esclata. La figura mostra el globus en deixar-lo anar i a gran altitud.

Explica, pensant en els xocs de les partícules de dins i de fora, per què el globus creix en disminuir la pressió exterior.

Una ampolla de plàstic buida i ben tancada es queda a l'interior d'un cotxe al sol: al cap d'una estona està bombada, com inflada. Si la poses a la nevera unes quantes hores, apareix arrugada, enfonsada cap a dins. Explica tots dos canvis amb la teoria cineticomolecular: què fan les partícules de l'aire interior en cada cas i què passa amb la pressió.

Una pilota de ping-pong aixafada, però sense forats, s'introdueix en aigua calenta i recupera la forma rodona.

1. a) Explica per què la calor de l'aigua ajuda a redreçar-la: què fan les partícules de l'aire de dins?
2. b) Funcionaria el truc si la pilota tingués un petit forat? Justifica la resposta.

La Valèria omple una xeringa amb $10\ \text{mL}$ d'aire, tapa la sortida amb el dit i empeny l'èmbol fins a deixar l'aire en $5\ \text{mL}$.

1. a) Ha canviat el nombre de partícules d'aire dins de la xeringa?
2. b) Què passa amb el nombre de xocs de les partícules contra les parets a cada segon?
3. c) Augmenta o disminueix la pressió de l'aire? Raona les tres respostes.

Dissenya un experiment per comprovar que les partícules d'un gas estan en moviment continu utilitzant només un ambientador en esprai, un cronòmetre i una cinta mètrica. Indica:

1. a) Què faries i què mesuraries.
2. b) Quin resultat esperes obtenir.
3. c) A quina conclusió arribaries si el resultat confirma la teoria.

Un got amb aigua oblidat a l'ampit d'una finestra baixa de nivell al cap d'unes setmanes, encara que ningú en begui. Explica, amb la teoria cineticomolecular, què els passa a les partícules més ràpides de la superfície de l'aigua. Després, prediu què passaria amb el nivell de l'aigua si el got estigués tapat hermèticament i justifica-ho.