Exercicis: Propietats generals i característiques

A classe de Física i Química heu mesurat aquestes propietats de diversos materials: massa, volum, densitat, punt de fusió, duresa i conductivitat elèctrica. Classifica-les en dos grups: propietats generals (les que té tota la matèria) i propietats característiques (les que serveixen per distingir una substància d'una altra). Justifica breument la teva classificació.

Infles un globus i comproves que ocupa un espai que abans no ocupava; a més, en una balança molt precisa, el globus ple pesa una mica més que el globus buit, com es mostra a la figura.

Quines dues propietats generals de la matèria demostra l'aire amb aquest experiment? Anomena-les i explica quina observació correspon a cadascuna.

A la fruiteria, el dependent col·loca un meló a la balança i aquesta marca $2,5\ \text{kg}$.

1. a) Quina propietat del meló està mesurant?
2. b) És una propietat general o característica? Raona la resposta.
3. c) Quina és la unitat d'aquesta magnitud en el Sistema Internacional?

Al laboratori, la Lucía tira aigua en una proveta fins a la marca de $100\ \text{mL}$, com es mostra a la figura.

1. a) Quina propietat de l'aigua està mesurant amb la proveta?
2. b) Expressa aquesta quantitat en $\text{cm}^3$ (recorda: $1\ \text{mL} = 1\ \text{cm}^3$).
3. c) És una propietat general o característica?

L'aigua bull sempre a $100\ \celsius$ (al nivell del mar) i l'alcohol, a $78\ \celsius$.

1. a) Com s'anomena la propietat a la qual es refereixen aquestes dades?
2. b) És una propietat general o característica?
3. c) Com t'ajudaria aquesta propietat a saber quin dels dos líquids hi ha en un pot que ha perdut l'etiqueta?

Amb una moneda pots ratllar la fusta d'un llapis, però per més que freguis la fusta contra la moneda no aconsegueixes ratllar-la.

1. a) Quina propietat característica estàs comparant amb aquesta prova?
2. b) Quin dels dos materials la té més gran? Explica com ho saps.

Les paelles són de metall perquè el metall transmet molt bé la calor del foc als aliments, però el mànec sol ser de fusta o de plàstic, com es mostra a la figura.

Explica, utilitzant les paraules «conductivitat tèrmica», per què no es fabrica la paella i el mànec d'una sola peça de metall.

Completa la frase amb les paraules que falten: «Les propietats $\dots$ les tenen tots els materials, com la massa i el volum; les propietats $\dots$ permeten distingir una substància d'una altra, com la densitat o el punt de fusió». Després, explica com faries servir una propietat característica per distingir la sal del sucre sense tastar-los.

En Marcos guarda dues bales que pesen exactament $20\ \text{g}$ cadascuna: una és de vidre i l'altra d'acer, però estan pintades del mateix color i se li han barrejat.

1. a) Li serveix la massa per saber quina és quina? Per què?
2. b) Quina propietat característica podria mesurar per distingir-les? Explica com ho faria.

En un mercat ambulant venen un braçalet que, segons el venedor, és de plata. L'Salma el pesa a casa: $31\ \text{g}$. Resulta que una cullereta d'acer de la seva cuina també pesa $31\ \text{g}$.

1. a) Explica per què la massa no li serveix a l'Salma per comprovar si el braçalet és de plata.
2. b) La densitat de la plata és $10,5\ \text{g/cm}^3$ i la de l'acer, $7,9\ \text{g/cm}^3$. Descriu quines dues mesures ha de fer l'Salma i quin càlcul ha de realitzar per comprovar-ho.

Per mesurar el volum d'un clauer metàl·lic, la Noa tira $50\ \text{mL}$ d'aigua en una proveta; en submergir el clauer, el nivell puja fins a $68\ \text{mL}$, com es mostra a la figura.

1. a) Quin és el volum del clauer, en $\text{cm}^3$?
2. b) Expressa'l en litres.
3. c) Per què la Noa no podria mesurar el volum d'aquest objecte amb un regle?

El professor escalfa una substància blanca desconeguda i observa que es fon just a $80\ \celsius$. A la taula del laboratori figuren aquests punts de fusió: sucre, $186\ \celsius$; naftalina, $80\ \celsius$; sal comuna, $801\ \celsius$.

1. a) Quina de les tres substàncies és la desconeguda?
2. b) Explica per què el punt de fusió serveix per identificar-la i, en canvi, el color blanc no serveix.

En un museu de minerals et deixen fer una prova amb tres mostres: el mineral A ratlla el mineral B, i el mineral C ratlla el mineral A. A més, el cartell de la vitrina t'indica que la duresa del mineral C a l'escala de Mohs és 7 (per comparar, el vidre d'una finestra té duresa 5,5).

1. a) Ordena els tres minerals de més tou a més dur.

1. b) Explica el raonament que has seguit.

1. c) Què li passaria al vidre d'una finestra si el fregaves amb el mineral C? Justifica-ho comparant-ne les dureses.

A l'hivern, caminar descalç pel terra de marbre del bany fa molta més sensació de fred que caminar per la catifa del passadís, encara que tots dos estiguin a la mateixa temperatura.

1. a) Quin dels dos materials té més conductivitat tèrmica?
2. b) Explica, utilitzant aquesta dada, què li passa a la calor del teu peu en cada cas i per què la sensació és tan diferent.

Parteixes una rajola de xocolata en dues meitats exactes.

1. a) Què els passa a la massa i al volum de cada meitat, comparats amb els de la rajola sencera?
2. b) I què li passa a la densitat de la xocolata?
3. c) Fes servir aquest exemple per explicar la diferència entre una propietat general i una propietat característica.

Els bons ganivets de cuina es fabriquen d'acer i no d'alumini, que és un metall molt més lleuger.

1. a) Quina propietat característica fa que l'acer sigui un millor material per a un ganivet?
2. b) Raona per què en aquest cas la lleugeresa (una massa petita) no és la propietat que decideix.
3. c) Posa un altre exemple d'objecte quotidià en què es triï el material per aquesta mateixa propietat que has indicat a l'apartat a).

Un pot del laboratori ha perdut l'etiqueta i conté un líquid incolor. L'escalfeu i bull a $78\ \celsius$. Els candidats són: aigua (punt d'ebullició $100\ \celsius$), alcohol ($78\ \celsius$) i acetona ($56\ \celsius$).

1. a) Quina substància sembla que és, segons el punt d'ebullició?
2. b) En mesureu la densitat i surt $0,79\ \text{g/cm}^3$; la de l'alcohol és $0,79\ \text{g/cm}^3$ i la de l'acetona, $0,78\ \text{g/cm}^3$. Resol aquesta mesura el dubte entre alcohol i acetona? Raona la resposta.
3. c) Quina propietat ha resultat decisiva en aquest cas i per què convé mesurar més d'una propietat característica per identificar una substància?

En un magatzem hi ha dues ampolles tancades i idèntiques, una plena d'aigua i una altra d'oli, però han perdut l'etiqueta i no es poden obrir.

1. a) Quina de les dues pesarà més en agafar-les?
2. b) Justifica-ho utilitzant les densitats (aigua, $1\ \text{g/cm}^3$; oli, $0,9\ \text{g/cm}^3$) i el fet que totes dues ampolles contenen el mateix volum de líquid.
3. c) Per què no serveix fixar-se en la mida de les ampolles per decidir?

Una substància té un punt de fusió de $-10\ \celsius$ i un punt d'ebullició de $60\ \celsius$, com es mostra a la figura.

1. a) En quin estat es troba a $20\ \celsius$?
2. b) I a $-20\ \celsius$?
3. c) I a $80\ \celsius$?
4. d) Justifica cada resposta comparant la temperatura amb els dos punts característics, i explica per què aquests punts serveixen per predir l'estat de la substància a qualsevol temperatura.

Una biga de ferro d'una obra pesa $790\ \text{kg}$ i un cargol del mateix ferro pesa $7,9\ \text{g}$. La densitat de tots dos és $7,9\ \text{g/cm}^3$.

1. a) Calcula el volum del cargol i el de la biga (expressa aquest últim en $\text{cm}^3$; recorda que $1\ \text{kg} = 1000\ \text{g}$).
2. b) Tenen la mateixa massa? I el mateix volum? I la mateixa densitat?
3. c) Explica, amb aquest exemple, en què es diferencien les propietats generals de les característiques, i raona per què la densitat no canvia encara que el tros de ferro sigui gran o petit.

A tecnologia heu muntat un circuit amb una pila i una bombeta: si tanques el circuit amb un material conductor, la bombeta s'encén, i si és aïllant, no, com es mostra a la figura.

Proveu quatre objectes: una clau de ferro, una goma d'esborrar, la mina d'un llapis (grafit) i un regle de plàstic.

1. a) Prediu amb quins s'encendrà la bombeta.
2. b) Classifica els quatre materials en conductors i aïllants segons la seva conductivitat elèctrica.
3. c) Explica per què els electricistes fan servir tornavisos amb mànec de plàstic i què passaria si el mànec fos de metall.

Una marca dissenya el vidre d'un rellotge esportiu i dubta entre tres materials: plàstic (molt barat, es ratlla amb facilitat), vidre (gairebé no es ratlla, però es pot trencar amb un cop fort) i safir sintètic (gairebé impossible de ratllar, molt car).

1. a) Quines propietats dels materials apareixen en aquesta decisió? Indica quines són característiques.
2. b) Tria un material per al rellotge d'un nen de $10$ anys que el fa servir per jugar al pati i justifica la teva tria.
3. c) Quin material triaries per a un rellotge de luxe? Justifica-ho comparant les propietats.

Al laboratori arriba una peça de metall brillant sense etiqueta. Feu tres proves i obteniu: densitat $7,9\ \text{g/cm}^3$; punt de fusió $1535\ \celsius$; condueix molt bé el corrent elèctric. Els candidats són: alumini ($2,7\ \text{g/cm}^3$, $660\ \celsius$), ferro ($7,9\ \text{g/cm}^3$, $1535\ \celsius$) i plom ($11,3\ \text{g/cm}^3$, $327\ \celsius$).

1. a) Quin metall és la peça?
2. b) Explica quins candidats descarta, si escau, cadascuna de les tres proves.
3. c) Raona per què convé comprovar diverses propietats característiques en comptes de conformar-se amb una de sola.

El teu cosí petit assegura que l'aire «no és matèria, perquè no pesa gens».

1. a) Dissenya un experiment amb dos globus i una balança per demostrar-li que l'aire té massa: descriu què faries i què observaria.
2. b) Descriu un altre experiment senzill que demostri que l'aire ocupa un volum (pensa, per exemple, en un got cap per avall enfonsat en un ribell amb aigua).
3. c) Conclou explicant per què l'aire és matèria, utilitzant el concepte de propietats generals.