Propriedades gerais e características

Na aula de Físico-Química mediram estas propriedades de vários materiais: massa, volume, massa volúmica, ponto de fusão, dureza e condutividade elétrica. Classifica-as em dois grupos: propriedades gerais (as que toda a matéria possui) e propriedades características (as que servem para distinguir uma substância de outra). Justifica brevemente a tua classificação.

Enches um balão e verificas que 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 se mostra na figura.

Que duas propriedades gerais da matéria são demonstradas pelo ar com esta experiência? Dá o nome a cada uma e explica qual a observação que lhe corresponde.

Na frutaria, o funcionário coloca um melão na balança e esta marca $2,5\ \text{kg}$.

1. a) Que propriedade do melão está a medir?
2. b) É uma propriedade geral ou característica? Justifica a resposta.
3. c) Qual é a unidade dessa grandeza no Sistema Internacional?

No laboratório, a Lúcia deita água numa proveta até à marca de $100\ \text{mL}$, como se mostra na figura.

1. a) Que propriedade da água está a medir com a proveta?
2. b) Exprime essa quantidade em $\text{cm}^3$ (lembra-te: $1\ \text{mL} = 1\ \text{cm}^3$).
3. c) É uma propriedade geral ou característica?

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 estes dados se referem?
2. b) É uma propriedade geral ou característica?
3. c) Como é que esta propriedade te ajudaria a saber qual dos dois líquidos está num frasco que perdeu o rótulo?

Completa a frase com as palavras em falta: «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 massa volúmica ou o ponto de fusão». Depois, explica como utilizarias uma propriedade característica para distinguir o sal do açúcar sem os provar.

O Marcos tem dois berlindes que pesam exatamente $20\ \text{g}$ cada um: um é de vidro e o outro de aço, mas estão pintados da mesma cor e misturaram-se.

1. a) A massa serve-lhe para saber qual é qual? Porquê?
2. b) Que propriedade característica poderia medir para os distinguir? Explica como o faria.

Partes uma barra de chocolate em duas metades exatas.

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

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

1. a) Calcula o volume do parafuso e o da viga (exprime este último em $\text{cm}^3$; lembra-te de que $1\ \text{kg} = 1000\ \text{g}$).
2. b) Têm a mesma massa? E o mesmo volume? E a mesma massa volúmica?
3. c) Explica, com este exemplo, em que diferem as propriedades gerais das características, e justifica por que razão a massa volúmica não varia quer o pedaço de ferro seja grande ou pequeno.

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) Explica por que razão o ponto de fusão serve para a identificar e, em contrapartida, a cor branca não serve.

Uma substância tem um ponto de fusão de $-10\ \celsius$ e um ponto de ebulição de $60\ \celsius$, como se mostra na 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) Justifica cada resposta comparando a temperatura com os dois pontos característicos, e explica por que razão esses pontos servem para prever o estado da substância a qualquer temperatura.

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 se mostra na figura.

Explica, utilizando a expressão «condutividade térmica», por que razão a frigideira e o respetivo cabo não são fabricados numa só peça de metal.

Num museu de minerais deixam-te 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 montra indica-te 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) Ordena os três minerais do mais mole ao mais duro.

1. b) Explica o raciocínio que seguiste.

1. c) O que aconteceria ao vidro de uma janela se o esfregasses com o mineral C? Justifica comparando as suas durezas.

No inverno, andar descalço no chão de mármore da casa de banho dá uma sensação de frio muito maior do que andar na alcatifa do corredor, embora ambos estejam à mesma temperatura.

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

Em Educação Tecnológica montaram um circuito com uma pilha e uma lâmpada: se fechares 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) Prevê com quais deles a lâmpada se acenderá.
2. b) Classifica os quatro materiais em condutores e isoladores de acordo com a sua condutividade elétrica.
3. c) Explica por que razão os eletricistas usam chaves de fendas com cabo de plástico e o que aconteceria se o cabo fosse de metal.

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

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

Um frasco do laboratório perdeu o rótulo e contém um líquido incolor. Ao aquecê-lo, 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 massa volúmica 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 $0,78\ \text{g/cm}^3$. Esta medição resolve a dúvida entre o álcool e a acetona? Justifica a resposta.
3. c) Que propriedade se revelou decisiva neste caso e por que razão convém medir mais do que uma propriedade característica para identificar uma substância?

Chega ao laboratório uma peça de metal brilhante sem rótulo. Fazem três testes e obtêm: massa volúmica $7,9\ \text{g/cm}^3$; 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) Que metal constitui a peça?
2. b) Explica que candidatos são excluídos, se for o caso, por cada um dos três testes.
3. c) Justifica por que razão convém verificar várias propriedades características em vez de confiar apenas numa.

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

1. a) Concebe uma experiência com dois balões e uma balança para lhe demonstrar que o ar tem massa: descreve o que farias e o que ele observaria.
2. b) Descreve outra experiência simples que demonstre que o ar ocupa volume (pensa, por exemplo, num copo virado para baixo mergulhado num alguidar com água).
3. c) Conclui explicando por que razão o ar é matéria, recorrendo ao conceito de propriedades gerais.

Para medir o volume de um porta-chaves metálico, a Noa deita $50\ \text{mL}$ de água numa proveta; ao mergulhar o porta-chaves, o nível sobe até $68\ \text{mL}$, como se mostra na figura.

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

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

1. a) Que propriedade característica faz com que o aço seja um melhor material para uma faca?
2. b) Raciocina sobre a razão pela qual, neste caso, a leveza (uma massa pequena) não é a propriedade que decide.
3. c) Dá outro exemplo de um objeto quotidiano em que o material seja escolhido por essa mesma propriedade que indicaste na alínea a).

Num armazém existem duas garrafas fechadas e idênticas, uma cheia de água e outra de azeite, mas perderam o rótulo e não se podem abrir.

1. a) Qual das duas pesará mais ao pegar nelas?
2. b) Justifica com base nas massas volúmicas (água, $1\ \text{g/cm}^3$; azeite, $0,9\ \text{g/cm}^3$) e no facto de as duas garrafas conterem o mesmo volume de líquido.
3. c) Porque razão não serve observar o tamanho das garrafas para decidir?

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

1. a) Que propriedades dos materiais surgem nesta decisão? Indica quais são características.
2. b) Escolhe um material para o relógio de uma criança de $10$ anos que o usa para brincar no recreio e justifica a tua escolha.
3. c) Que material escolherias para um relógio de luxo? Justifica comparando as propriedades.