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QUÍMICA INDUSTRIAL

PRACTICA N° 1 INTRODUCCÍON A LA FISICA 1. Convertir: a) 0, 000 000 022 kg a nanogramos. b) 0, 000 065 cm a micrómetros. c) 956 000 000 s en gigasegundos. d) 1 240 000 000 000 a.mol en nanomol. 2. Resolver y expresar el resultado en notación científica:

𝐴=

2 000 000 ∙ 450 000 000 0,0000015 3

0.000 000 008 ∙ 1012 𝐵=( ) 0.00000000016 540 𝑘𝑔 ∙ 300 𝑀𝑔 𝐶= (90 𝐺𝑔)2

3. Resolver y expresar el resultado con las cifras significativas correspondientes:

(1.47562 − 1.47322) ∙ (4 895.36) 0.000 159 180 26.372 0.2 𝐸= + 4.62342 + 1.32 1.26 1 642 462.1 6.37 𝑥 0.26 𝐹= + 0.62 𝑥 32 367 − 273.212 7.15 𝐷=

4. Se han obtenido los siguientes valores al determinar la masa de un cuerpo: 2.350 g; 2.352 g; 2.348 g; 2.350 g. ¿Cuál es el valor más probable? 5. La longitud de una pared es 1 128.8 cm; al medirla hemos obtenido 1 130.4 cm. Hallar el error absoluto y el error relativo. 6. En un experimento se toma una muestra de plata cuyo peso estimado es (8.45 ± 0,04) mg y luego otra muestra cuyo peso estimado es (5.34 ± 0,03) mg. Determinar entre que límites varía el peso del conjunto formado por ambas muestras. 7. De una barra de aluminio cuya longitud estimada es de 23.74 ± 0.03 cm; se extrae un pedazo cuya longitud se estima en 12.48 ± 0.04 cm. Determinar entre que límites se estima la variación la longitud del trozo que queda. 8. Se ha efectuado la medición de una distancia y los resultados obtenidos son: 1ra. Medición: 800.213 m; 2da. Medición: 800.220 m; 3ra. Medición: 800.603 m y 4ta. Medición: 800.218 m Se pide calcular el verdadero valor con una probabilidad del 50% 9. Consideremos la siguiente serie de mediciones realizadas con un esferómetro (en mm): 4,556; 4.559; 4.553; 4.561; 4.562; 4.555; 4.557; 4.553; 4.556; 4.558; Calcular el resultado final con una probabilidad de 90% de ocurrencia. 10. Se ha medido una joya cinco veces en las mismas condiciones, obteniéndose los siguientes resultados: 24,352 g; 24,354 g; 24,350 g; 24,355 g; 24,353 g. Se pide, el verdadero valor con una probabilidad de 90% de ocurrencia. 11. Un átomo típico tiene un diámetro de aproximadamente 1.0 x10-10 m. a) ¿Cuánto es esto en pulgadas? b) ¿Cuántos átomos hay aproximadamente en una línea de 1.0 cm? (Rpta. a) 3.9x10-9 in b) 1.0x108 átomos)

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12. A partir de la definición 1 in = 2,54 cm, determine cuántos a) kilómetros hay en 1.00 milla y b) cuántos pies hay en 1.00 km.

(Rpta. a) 1.61 km b) 3.28x103 ft) 13. Según la etiqueta de un frasco de aderezo para ensalada, el volumen del contenido es 0.473 litros (L). Use sólo las conversiones 1L = 1,000 cm3 y 1in = 2.54 cm para expresar dicho volumen en pulgadas cúbicas. (Rpta. 28,9 in3). 14. ¿Cuántos nanosegundos tarda la luz en viajar 1.00 ft en el vacío? (Este resultado es una cantidad útil para recordar.) (Rpta. 1.02 ns). 15. La densidad del plomo es 11.3 g/cm 3. ¿Cuál es su equivalencia en kilogramos por metro cúbico? 16. ¿Cuántos años más viejo será usted dentro de 1.00 mil millones de segundos? (Suponga que un año tiene 365 días.) 17. Un galón de pintura (volumen=3.79x 10 -3 m3) alcanza para pintar una superficie de 25.0m 2 ¿Cuál es el espesor de la pintura fresca en la pared? 18. Cierto automóvil híbrido que consume poco combustible tiene un rendimiento de gasolina de 55.0 mpg (millas por galón). a) Si usted va manejando dicho auto en Europa y quiere comparar su rendimiento con el de otros automóviles europeos, exprese tal rendimiento en km/L (L= litro) b) ¿Si el depósito de gasolina de este automóvil tiene una capacidad de 45 L, cuántas veces deberá llenar el depósito de gasolina para conducir 1,500 km? (Rpta. a) 23.4 km/L; b) 1.42 tanques). 19. Exprese la siguiente suma con el número correcto de cifras significativas: 1.80 m + 142.5cm + 5.34 x105 µm. 20. El diámetro de la Luna es de 3480 km. a) ¿Cuál es el área superficial de la Luna? b) ¿Cuántas veces más grande es el área superficial de la Tierra? (Rpta. a) 3.80x1013 m2; b) 13.4) 21. Con una regla graduada de madera, usted determina que un lado de un trozo rectangular de lámina mide 12 mm, y usa un micrómetro para medir el ancho del trozo, obteniendo 5.98 mm. Conteste las siguientes preguntas con las cifras significativas correctas. a) ¿Qué área tiene el rectángulo? b) ¿Qué razón ancho/largo tiene el rectángulo? c) ¿Qué perímetro tiene el rectángulo? d) ¿Qué diferencia hay entre la longitud y la anchura? 22. ¿Cuál es el área, y su incertidumbre aproximada, de un círculo de 3.8 x104 cm de radio? 23. ¿Cuál es, aproximadamente, la incertidumbre porcentual en el volumen de un balón de playa esférico cuyo radio es r = 2.86 ± 0.09 m? 24. Un trozo rectangular de aluminio mide 5.10 ± 0.01 cm de longitud y 1.90 ± 0.01 cm de anchura. a) Calcule su área y la incertidumbre del área. b) Verifique que la incertidumbre fraccionaria del área sea igual a la suma de las incertidumbres fraccionarias de la longitud y la anchura. 25. Al comer una bolsa de galletas con chispas de chocolate, usted observa que cada una es un disco circular con diámetro de 8.50 ± 0.02 cm y espesor de 0.050 ± 0.005 cm. a) Calcule el volumen promedio de una galleta y la incertidumbre del volumen. b) Obtenga la razón diámetro/espesor y la incertidumbre de dicha razón.

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26. ¿Cuántas veces late el corazón de una persona en su vida? ¿Cuántos galones de sangre bombea? (Estime que el corazón bombea 50 cm 3 de sangre en cada latido) (considere un adulto de mediana edad en reposo tiene un promedio de 75 latidos por minuto y una vida útil de promedio actual de 80 años). 27. Usted utiliza agua para diluir cantidades pequeñas de sustancias químicas en el laboratorio, gota a gota ¿Cuántas gotas de agua hay en una botella de 1.0 L? (Sugerencia: comience por calcular el diámetro de una gota de agua.) (consideremos que el diámetro de una gota sea 2 mm) 28. Una fuerte tormenta vierte 1.0 cm de lluvia sobre una ciudad de 5 km de ancho y 8 km de largo en un periodo de 2 h. ¿Cuántas toneladas métricas (1 ton métrica = 10 3 kg) de agua caen en la ciudad? [1 cm 3 de agua tiene una masa de 1 gramo = 10-3 kg]. ¿Cuántos galones de agua es esto? 29. Un litro (1000 cm) de aceite se derrama en un lago de aguas tranquilas. Si el aceite se dispersa de manera uniforme hasta formar una película de aceite apenas del grosor de una molécula, con las moléculas adyacentes apenas en contacto, estime el diámetro de la película de aceite. Suponga que las moléculas de aceite tienen un diámetro de 2x10−10 m. 30. La rapidez v, de un objeto está dada por la ecuación v = At 3 + Bt, donde t se refiere al tiempo. ¿Cuáles son las dimensiones de A y B? 31. Tres estudiantes deducen las siguientes ecuaciones en las que 𝑥 se refiere a la distancia recorrida, v a la rapidez, a a la aceleración (m/s2) y t al tiempo, y el subíndice (0) representa una 1 2

cantidad en el tiempo t = 0: 𝑎) 𝑥 = 𝑣𝑡 2 + 2𝑎𝑡, 𝑏) 𝑥 = 𝑣0 𝑡 + 𝑎𝑡 2 , 𝑦 𝑐) 𝑥 = 𝑣0 𝑡 + 2𝑎𝑡 2 . ¿Cuál de estas ecuaciones podría ser correcta, de acuerdo con una comprobación dimensional? 32. Cada una de las ecuaciones que siguen, fueron proporcionadas por un estudiante durante un examen: 1

𝑎) 2 𝑚𝑣 2 =

1 2

𝑚𝑣02 + √𝑚𝑔ℎ, 𝑏) 𝑣 = 𝑣𝑜 + 𝑎𝑡 2 , 𝑐) 𝑚𝑎 = 𝑣 2.

Realice un análisis dimensional de cada ecuación y explique por qué la ecuación no puede ser correcta. 33. La ley de la gravitación universal de Newton se representa mediante 𝑀𝑚 𝐹=𝐺 2 𝑟 Donde F es la fuerza gravitacional, M y m son masas y r es una longitud. La fuerza tiene unidades SI kg ∙ m⁄s 2. ¿Cuáles son las unidades SI de la constante de proporcionalidad G? 34. Hallar x+y-z en la siguiente ecuación:

𝐷 = 𝐹 𝑋𝑊𝑌𝑅𝑍 Dónde: F= fuerza; W= velocidad angular; R= radio y D= densidad. 35. Deducir las dimensiones de B para que la siguiente expresión sea dimensionalmente correcta. Dónde: n= cantidad de sustancia; T= tiempo.

𝑘 = 𝑛𝐴𝐵𝑡

2

36. Sabiendo que la siguiente ecuación es dimensionalmente correcta; determinar [A] y [B]

𝐴𝑚 = (𝐵2 − 𝑎𝑒)𝑡 Dónde: m = masa; a = aceleración; e = distancia; t = tiempo Nota: En los problemas, se supone que un número como 6.4 es exacto hasta ± 0.1; y que 950 es ±10 a menos que se diga que es “precisamente” o “muy cercanamente” 950, en cuyo caso se supone 950 ±1).

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