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Electricidad

ELECTRICIDAD   2022

1 ¿Significa lo mismo decir que la materia es neutra que decir que la materia no tiene cargas eléctricas?

2  ¿Por qué decimos que al frotar determinados cuerpos entre sí pasan electrones de uno a otro y no decimos que pasan protones?

3   En ocasiones, sobre todo en días muy secos, se sufre una pequeña descarga eléctrica si se toca la puerta de un coche que ha circulado unos cuantos kilómetros. ¿Cuál será la explicación de este fenómeno?

4  Calcula la carga aportada por los seis electrones que tiene un átomo de carbono. A continuación, calcula su carga positiva; y, por último, calcula su carga total.

5   ¿Qué sucederá si ponemos en contacto dos cuerpos cargados, de los cuales uno tiene carga positiva y el otro carga negativa?

6   Calcula la fuerza existente entre dos cuerpos con carga 10 C y -20 C separados entre sí por una distancia de 1 metro. La fuerza, ¿será de atracción o de repulsión? ¿Por qué? ¿Cuánto valdría dicha fuerza si los cuerpos estuvieran separados 2 metros?

7 Calcula la fuerza existente entre dos electrones separados entre sí una distancia de un metro.

8  ¿Pr qué afirmamos rotundamente que las cargas que fluyen por los conductores son electrones?

9   ¿Qué significan los polos positivo y negativo de una pila?

10  ¿Por qué el agua destilada es mala conductora y, en cambio, las aguas salobres y minerales son buenas conductoras?

11   ¿Por qué los cables eléctricos van recubiertos de plástico?

12  ¿Por qué los destornilladores o los alicates tienen mangos de plástico?

13   Indica las tres magnitudes eléctricas fundamentales y las unidades en que se miden.

14  ¿Cuántos electrones atraviesan por segundo una sección de conductor por el que circula una corriente eléctrica de un microamperio (μA)?

15   ¿Qué intensidad tiene una corriente eléctrica en un conductor por el que circulan 10 C de carga cada minuto?

16   ¿En qué caso será mayor la intensidad que circulará por un circuito: si conectamos a una misma pila una resistencia o si conectamos dos iguales? ¿Por qué?

17   La resistencia eléctrica media del cuerpo humano puede estimarse en unos 1500 Ω. ¿Cuál será la intensidad de la corriente que circulará por nuestro cuerpo si sufrimos una descarga eléctrica en un enchufe casero de 220 V?

18  Una linterna funciona con una pila de 4,5 V, ¿cuál será la resistencia de la bombilla si por ella circulan 0,025 A?

19   Calcula el voltaje si por una resistencia de 800 Ω circula una intensidad sw 0,25 A.

20   Por un circuito conectado a 220 V circula una corriente de 2 A durante 5 minutos, ¿cuánta energía se habrá utilizado en ese tiempo?

21  Cierta resistencia R produce 7 200 000 J en forma de calor, cuando se la conecta 60 minutos a un enchufe de 220 V.

a) Calcula el valor de R.

b) Calcula la potencia de dicha resistencia.

22   Una bombilla clásica lleva la siguiente inscripción: 220 V, 100 . Calcula su resistencia.

23   Normalmente, tenemos conectados al mismo enchufe mediante una extensión mediante una el ordenador (250W), el monitor (125), la impresora (100W) y una lámpara (60W). ¿Cuál deberá ser la inscripción mínima en amperios del fusible del enchufe?

24   Un teléfono móvil ofrece una resistencia de 2,88 Ω cuando por él circula una intensidad de 1320 mA. Si se usa durante 2 horas, ¿Cuánto calor disipa?

25   Calcula el calor disipado por efecto Joule, durante 4 horas, en la resistencia de 50 Ω de un brasero por el que circula una intensidad de 4,5 A.

ENERGÍA

ENERGÍA MECÁNICA mayo 2022

1   Calcula la energía cinética y potencial que presentan los siguientes cuerpos o sistemas físicos:

a) Bola de 2 g de masa rodando sobre la pista de bolos a una velocidad de 2,5 m/s.

b) Coche de 1200 kg detenido en un semáforo.

c) Un balón de baloncesto de 600 g de masa situado a dos metros de altura.

d) Un pájaro de 40 g de masa volando a 10 m de altura con una velocidad de 3 m/s.

2 Halla la velocidad de un corredor que al esprint tiene una energía cinética de 8000 J si su masa es de 80 kg.

3 Después de ganar un partido de fútbol, un jugador golpea hacia arriba y adquiere una velocidad inicial de 25 m/s.

a) Calcula a qué altura llegaría la pelota sin rozamiento con el aire.

b) Si la masa de la pelota es 400 g y solo sube 27 m, halla la cantidad de energía que se ha perdido por rozamiento con el aire.

4  Calcula la masa de un autobús que se mueve con una velocidad de 8 m/s si tiene una energía cinética de 450000 J.

5 Un esquiador de snoboard de 85 kg se deja caer por una pista de 200 m de altura que tiene unas pérdidas energéticas del 15 %. Calcula la energía potencial en el punto más alto y la energía cinética del esquiador cuando llega al punto más bajo de la pista.

6  ¿Cuál crees que debe ser la causa por la que los esuiadores llevan gafas de sol? Selecciona la o las respuestas correctas, justificando tu elección.

a) Porque en conjunto es un complemento que favorece bastante la imagen de los esquiadores.

b) Porque con la velocidad que toman al esquiar, al igual que les sucede a los ciclistas, se les puede meter un mosquito en los ojos, corriendo el riesgo de caerse por esta causa.

c) Porque la energía luminosa del Sol al reflejarse en la nieve puede producir enfermedades como la "ceguera de la nieve" que es una especie de fotofobia.

d) Para que nadie sepa dónde están mirando.

e) <en realidad no tienen mucha utilidad, ya que la nieve es un deporte de invierno y en esta estación hay poco sol como para llevar gafas.

7   Durante el descanso del almuerzo una familia en la nieve, observan atónitos el gran trampolín de saltos de la estación. Tiene tres zonas de lanzamiento de 35 m, 40 m y 45 m de altura vertical sobre el final del trampolín. Calcula la velocidad con la que llegan los saltadores al punto más bajo del trampolín desde cada una de las alturas.

8  Calcula la energía cinética que posee un atleta de 75 kg que corre a una velocidad de 40 km/h.

9   Al lanzar bolas de distinta masa, ¿cuál de ellas tendrá más energía?

10   Si la experiencia se hiciera en la Luna, las mismas bolas, desde las mismas alturas, ¿tendrán la misma energía? ¿A qué puede ser debido?

11  Calcula la energía potencial de:

- martillo de 5 kg a 2 m de altura;

- saltadora de trampolín de 55 kg a 5 m de altura.

-canica de 50 g a 20 cm de altura.

12 Calcula la energía cinética de :

- coche de 1000 kg a 10 m/h

- ciclista de 80 kg a 60 m/h

- canica de 100 g a 400 m/s

13  Una atleta olímpica de 50 kg corre los 3000m con una velocidad de 6 m/s. Calcula su energía cinética.

14 Un cuerpo de 10 kg se encuentra en reposo a 20 m de altura. ¿Qué energía potencial posee?

Se le deja caer y, al llegar al suelo, habrá perdido toda su energía potencial, que se ha transformado en cinética. ¿Con qué velocidad llega al suelo?

¿Sería igual la velocidad con que llega al suelo si hubiera rozamiento?

15  Un cuerpo de 2 kg es lanzado a 20 m/s,

¿qué energía cinética posee en ese instante?

¿Cuál es la energía potencial en el punto más alto?

¿Qué altura alcanzará?

16 Viaje en caída libre. Inicias este viaje en la parte superior de la atracción a 50 m sobre el suelo. ¿Qué tipo de energía mecánica tienes al inicio de tu viaje?

Supongamos que tu masa es de 56 kg. ¿Cuánto vale esa energía?

¿Qué tipo de energía mecánica tienes al final del recorrido antes del frenado?

¿Cuánto vale esa energía?

¿Con qué velocidad llegas al final del recorrido?

Fuerzas

FUERZAS Y MOVIMIENTO

1 Están presentando la nueva versión de un coche híbrido y dan el siguiente dato sobre este vehículo: "Este prototipo consigue reducir 100 g respecto al modelo anterior, hasta llegar a los 860 g en báscula".

a) ¿De qué magnitud están hablando?

b) ¿En cuánto se ha reducido el peso del coche? Calcula el peso de la versión anterior y de la nueva.

c) ¿Qué dirección y sentido tiene el peso de un objeto?

2 A continuación, añaden esta información sobre el coche: "Esto es posible gracias a un mayor uso del aluminio y la fibra de carbono. la reducción de peso y el sistema híbrido le permiten alcanzar un consumo medio homologado de 2,0 L cada 100 km ".

¿Qué relación deduces que hay entre el peso y el consumo de un vehículo?

3 Siguen aportando características del innovador prototipo:"Los retrovisores se sustituyen por cámaras y contribuyen también a una mejor aerodinámica, mientras que las fuerzas de rozamiento disminuyen con unos neumáticos más estrechos".

a) Qué efectos tiene la fuerza de rozamiento sobre el movimiento del coche?

b) ¿Por qué disminuye el rozamiento con neumáticos más estrechos?

4 En el reportaje, ahora están enseñando un coche eléctrico.

a) ¿Qué diferencia hay entre un coche híbrido y uno eléctrico?

b) ¿Qué ley establece la fuerza entre cargas eléctricas y constituye uno de los principios fundamentales de la electricidad? Enúnciala y escribe su expresión matemática.

5 De repente, el cielo se ha oscurecido y parece anunciar tormenta. El padre de Teresa, que está sentado en el sillón leyendo una revista, le indica que debe apagar el televisor.

a) ¿Por qué crees que debemos desconectar los aparatos eléctricos de la corriente cuando hay tormenta?

b) Explica cómo funcionan los pararrayos que se instalan en los edificios.

6 Teresa le hace caso a su padre. Apaga el televisor y le pregunta qué está leyendo. Él le responde que se trata de un artículo sobre trenes de levitación magnética, también denominados maglev.

a) Informaros sobre este tipo de trenes.

b) ¿Qué fenómeno relaciona la electricidad y el magnetismo? ¿Cómo funcionan estos trenes?

7 ¿Verdadero o falso? Las fuerzas en la naturaleza pueden clasificarse en fuerzas a distancia y fuerzas de contacto.

8 Relaciona las siguientes fuerzas con el tipo de fuerza al que pertenecen:

  • fuerza de rozamiento
  • fuerza magnética                          1.  A distancia
  • fuerza gravitatoria                        2.  De contacto
  • fuerza eléctrica

9 En el lenguaje coloquial escuchamos afirmaciones como la siguiente:"Esta mañana me he pesado y peso 56 kg".

a) ¿Son correctos los términos utilizados en esta afirmación?

b) ¿En qué unidad se mide el peso en el SI? ¿Y la masa?

10 Relaciona cada cuerpo celeste y su gravedad con el peso que tendría en él una persona de una masa de 70 kg.

A. Tierra (g = 9,8 m/s2)                                                        1.  112 N

B. Luna (g = 1,6 m/s2)                                                          2.  1,4 · 1014

C. Júpiter (g = 26,3 m/s2)                                                     3.  689 N

D. Estrella de neutrones (g = 2 · 1012 m/s2)                       4.  1841 N

11 ¿Cuál es el valor de la gravedad en Júpiter si una persona de 60 kg de masa pesa en su superficie 1487,4 N?

12 Determina el valor de la fuerza de atracción gravitatoria que existe entre la Tierra y el Sol, sabiendo que los separa una distancia de

1,50 · 1011 m y que la masa del Sol y de la Tierra tienen un valor de

1,98 · 10 30 kg y 5,98 · 10 24 kg, respectivamente.

13 Si un cuerpo adquiere carga negativa, ¿podemos decir que ha perdido protones?

14 ¿cuál es la carga eléctrica de mil electrones?

15 Razona:

a) Las fuerzas eléctricas son siempre atractivas.

b) Al aumentar la distancia entre dos cuerpos cargados, disminuye la fuerza de atracción.

c) la ley de Coulomb solo se cumple en el vacío.

16 Dos cargas eléctricas puntuales se atraen cuando están situadas en el vacío a una cierta distancia. Si el valor de una de las cargas es +15,4 C, ¿cuál será el signo de la otra carga?

17 ¿Qué harías si te sorprende una tormenta en el campo?

18 Expresa en C los siguientes valores de cargas eléctricas:

            0,34 mC,    -20 kC,    +2,7 nC.

19 Una persona tiene de masa 70 kg y pesa 260 N en Marte. ¿Cuál es la aceleración de la gravedad en Marte?

20 Calcula la fuerza de atracción gravitatoria entre dos cuerpos de 10 y 20 kg separados 30 cm.

LECTURA

Michael Faraday: la inducción electromagnética

Hace más de ciento cincuenta años, un físico inglés daba en Londres una conferencia sobre algunos de los trucos que se podían hacer con imanes y alambres. Ante él tenía un cable enrollado en forma de bobina y conectado a un galvanómetro (un instrumento que se utilizaba para «medir» la electricidad que lleva una aguja que se mueve al pasar corriente por el instrumento). Puesto que el galvanómetro no estaba conectado a ninguna batería, no podía haber corriente que fluyera a través de él. La aguja estaba quieta.

Pero he aquí que el conferenciante introduce la barra de un imán en la bobina y la aguja salta hacia la derecha: aparentemente de la nada ha aparecido una corriente eléctrica. Al volver a retirar el imán, la aguja vuelve a saltar, esta vez hacia la izquierda. ¡Qué curioso!

Cuentan que después de la conferencia se le acercó una dama al conferenciante y le dijo: «Pero señor Faraday, ¿para qué va a servir la electricidad establecida tan solo durante una fracción de segundo por ese imán?».

Y Michael Faraday, con toda cortesía, replicó: «Señora, ¿y para qué sirve un niño recién nacido?».

Otra versión de la anécdota dice que fue un político quien le hizo la pregunta y que Faraday respondió: «Señor, dentro de veinte años estará usted cobrando impuestos sobre esa electricidad».

Faraday descubrió cómo hacer que el magnetismo indujera una corriente eléctrica: la inducción electromagnética.

Más adelante dio el siguiente paso: conseguir un modo práctico de producir una corriente eléctrica. Para ello fabricó una delgada rueda de cobre que podía girar alrededor de un eje y cuyo borde exterior, al girar, pasaba entre los polos de un potente imán. Al girar entre los polos, la rueda cortaba constantemente líneas de fuerza magnética, de modo que por la rueda fluía constantemente una corriente eléctrica. El aparato llevaba dos cables que acababan cada uno en un contacto deslizante. Uno de los contactos rozaba contra la rueda de cobre al girar, mientras que el otro lo hacía contra el eje. Un galvanómetro intercalado en el circuito indicaba que mientras la rueda de cobre estuviese girando, se producía una corriente continua.

Faraday generó así electricidad a partir del movimiento mecánico. Había inventado el «generador» eléctrico.

El descubrimiento de Faraday de la inducción electromagnética señaló el camino de la producción de energía eléctrica en generadores movidos por la energía mecánica del vapor o de la caída de agua, permitiendo así que la Revolución Industrial saliera de las fábricas y, en forma de electricidad, entrara en los hogares.

El político que, según dicen, dudó del valor del electromagnetismo, se quedaría asombrado hoy de la cantidad de impuestos que se recaudan hoy (de las empresas y del consumidor) por el uso de esta corriente.

Adaptado de «Momentos estelares de la ciencia». Isaac Asimov. Alianza Editorial

1. Busca y escribe a continuación el significado de las siguientes palabras; en caso de que tengan más de una acepción, escribe la que se emplea en el texto:

a) Galvanómetro

b) Bobina

c) Impuesto

d) Inducir

e) Generador

2. Escribe brevemente tu opinión acerca de los comentarios de la dama y el político cuando se acercaron a Faraday después de su conferencia.

3. En la experiencia que se relata en estas páginas, ¿qué crees que sucede si se abandona el imán en reposo en el seno de la bobina? ¿Indicará el galvanómetro el paso de alguna corriente eléctrica?

4. Explica con tus propias palabras el dispositivo que fabricó Faraday para conseguir un modo práctico de producir una corriente eléctrica.

5. ¿Por qué se dice en el texto que «El descubrimiento de Faraday de la inducción electromagnética señaló el camino de la producción de energía eléctrica en generadores movidos por la energía mecánica del vapor o de la caída de agua»?

Fuerzas

FUERZAS ELÉCTRICAS

Diámetro de un protón = 1,5 x 10 –12 mm; masa de 1,673 x 10-27 kg; carga positiva de 1,602 x 10-19 C

Diámetro de un electrón = 2,81 x 10 –12 mm; masa de 9,11 x 10-31 kg; carga negativa de 1,602 x 10-19 C

1 ¿Cuál es la carga más elemental de la materia?¿Qué valor tiene?

2 Clasifica los siguientes materiales en aislantes y conductores:

            Madera   -   Lana -  Aluminio  -  PVC  -  Poréxpan.

3 Calcula la fuerza con que se atraen dos cargas de +6 C y -2 C separadas por una distancia de 30 cm. ¿Será de atracción o de repulsión?

4 Calcula la fuerza con que se repelen dos cargas de +3 C y +5 C separadas por una distancia de 1 km.

5 Dos cargas puntuales de - 2 C y + 2 C están situadas en el vacío a una distancia de de 2 m. ¿Se atraerán o se repelarán? Calcula el valor numérico de la fuerza.

6 Clasifica los veinte primeros elementos de la tabla periódica en conductores y aislantes.

7Responde a las siguientes cuestiones:

a) ¿Crees que existe alguna relación entre la conductividad y la agrupación de los átomos en la materia?

b) Clasifica los siguientes tipos de agrupación de átomos en la materia en buenos y malos conductores: cristales metálicos, cristales iónicos, compuestos moleculares.

8 Explica si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) La fuerza que se ejerce entre dos carga eléctricas es siempre de atracción.

b) La fuerza eléctrica es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional a la distancia que las separa?

c) Dos cargas del mismo signo, a una distancia R, se repelen con la misma fuerza con la que se atraen dos cargas negativas a igual distancia, si estas tienen el mismo valor.

d) Si dos cargas se atraen con una cierta fuerza, al duplicar la distancia entre ellas la fuerza se hace cuatro veces mayor.

9 Escribe las expresiones matemáticas de la Ley de Gravitación Universal de Neton y la Ley de Coulomb y establece las analogías y las diferencias entre ellas.

10 ¿Cómo puede un cuerpo adquirir carga positiva? ¿Y negativa?

11 ¿De qué magnitudes depende la fuerza de atracción entre dos cargas de signo contrario? ¿En qué unidades se miden estas magnitudes?

12Si en un circuito donde hay una resistencia total de 100 Ω deseamos que circule una intensidad de 0,2 A, ¿Qué diferencia de potencial debemos aplicar?

Fuerzas

 

Fuerzas

1   ¿Cuánto vale la fuerza de la gravedad con que una persona de 50 kg de masa atrae un bolígrafo de 100 g de masa, si la distancia entre ambos es de 50 cm?

2 ¿Cuánto vale la fuerza de la gravedad con que la Tierra atrae al bolígrafo de 100 g en su superficie, sabiendo que la masa de la Tierra es de 6·1024 kg y que la distancia del centro terrestre a la superficie (radio de la Tierra) es de 6370 km?

3 Calcula la aceleración de la gravedad en la Luna, si la masa de esta es 7,2 · 1022 kg y su radio 1738 km. ¿Caerán los cuerpos en la Luna más deprisa o más despacio que en la Tierra?

4 Calcula cuál sería tu peso en la Luna. Compáralo con tu peso en la Tierra.

5 ¿Con qué fuerza se atraen dos masas de 25000 kg y 45000 kg cuyos centros se encuentran a 100 m de distancia?

6 Razona si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) La Tierra atrae con la misma fuerza a todos los cuerpos en su superficie, independientemente de su masa.

b) La Tierra comunica la misma aceleración a todos los cuerpos en su superficie, independientemente de su masa.

Actividades de repaso

Fuerzas

Dibuja una fuerza aplicada en el centro de un cuerpo y cuyo valor numérico sea de 5 N, su dirección horizontal (eje X) y su sentido hacia la derecha (sentido creciente del eje X).

2 Dibuja dos fuerzas que tengan el mismo valor numérico y la misma dirección, pero sentidos contrarios.

3   Un muelle está suspendido de uno de sus extremos. Si colgamos del otro extremo unas pesas que ejercen una fuerza de 25 N, el muelle se alarga 5·10-3 m. Calcula:

a) La constante elástica, de este muelle.

b) Averigua el alargamiento que experimentará el muelle si colgamos pesas que ejercen una fuerza de 40 N.

4 Colgamos de un muelle un peso de 15 N y el muelle se alarga 0,05 m.

a) Dibuja este muelle antes y después de colgar el peso.

b) Calcula la constante elástica del muelle.

5 Un muelle se ha alargado 3 cm al aplicarle determinada fuerza. ¿Cuánto se alargará si se aplica una fuerza cuatro veces mayor?

Calcula la fuerza que hay que aplicar a un bloque de masa 100 kg para que su aceleración sea de 1,25 m/s2.

7 ¿Qué aceleración producirá una fuerza de 450 N aplicada a un cuerpo de 90 kg?

8 ¿Cuál es la masa de un cuerpo si al aplicarle una fuerza de 360 N le provoca una aceleración de 1,8 m/s2?

9 Aplicamos cuatro fuerzas distintas a un mismo cuerpo y obtenemos cuatro aceleraciones diferentes. Los valores son:

Fuerza (N) 20 30 40 50
Aceleración (m/s2) 1 1,5 2 2,5

a) Representa gráficamente la fuerza en función de la aceleración.

b) ¿Qué relación de proporcionalidad existe entre la fuerza y la aceleración?

c) Averigua la masa del cuerpo al que se han aplicado estas fuerzas.

10 Calcula la fuerza horizontal que se está aplicando a un cuerpo de 25 kg de masa que se desplaza con velocidad constante de 25 m/h sobre una superficie horizontal.

11 Una misma fuerza aplicada a dos cuerpos diferentes, A y B, provoca en el cuerpo A una aceleración de 2 m/s2 y en el cuerpo B una de 4 m/s2.

a) ¿Cuál de los dos tiene mayor masa?

b) Qué relación existe entre las masas de ambos?

Actividades de repaso

1  Indica si la trayectoria de los movimientos siguientes es rectilínea o circular:

a) Una pelota que cae.

b) Una bola a la que se hace girar atada a una cuerda.

c) Un atleta corriendo en una pista los 100 m lisos.

2  Si le das la vuelta completa a una rotonda y vuelves al punto de partida, ¿cuál ha sido el desplazamiento?

3  La corredora más veloz de tu clase recorre 100 m en 15 s,

a) ¿Cómo calcularías su velocidad media?

b) En promedio, ¿cuántos metros recorre en cada segundo?

4  Una moto arranca desde el reposo y alcanza una aceleración de 3 m/s2. ¿Cuánto varía la velocidad cada segundo? ¿ Cuál será la velocidad de la moto en el primero, segundo y tercer segundo después de haber arrancado?

5 Un coche que marcha a 30 m/s frena, y en 5 s su velocidad pasa a ser de 25 m/s, ¿cuál es la aceleración media de ese movimiento?

Ejercicios

1 - Una fuerza de módulo desconocido tiene dos componentes perpendiculares entre sí, cuyos módulos son 12 y 15 N. Representa la situación gráficamente mediante vectores y calcula el módulo de esta fuerza a partir del valor de sus componentes.

2 - Halla la resultante en cada caso, realizando además un dibujo aproximado:

a) Dos fuerzas concurrentes con la misma dirección y sentido de 60 N y 18 N.

b) Tres fuerzas concurrentes, de las cuales dos tienen iguales dirección y sentido y módulos de 10 N y 5 N, y la tercera es de sentido contrario y módulo 8 N.

3 - Calcula la velocidad media (en m/s y km/h) de los siguientes móviles a partir de los datos que se indican:

a) Se desplaza 324 m en 4 minutos y medio.

b) Recorre 12,4 km en media hora.

4 - Un tren de alta velocidad es capaz de desarrollar una velocidad máxima de 320 km/h. ¿Cuál sería el tiempo mínimo que invertiría uno de estos trenes en cubrir un trayecto de 400 km?  

5 - Un objeto lleva una velocidad de 6 m/s cuando t = 8 s. Al cabo de 32 s, su velocidad es de 86,4 km/h. Calcula su aceleración media en este intervalo de tiempo.

6 - Un coche describe un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. Partiendo de una velocidad inicial de 3 m/s, alcanza los 15 m/s en 8 segundos. Calcula:

a) La aceleración del coche.

b) Su velocidad cuando han transcurrido 15 segundos.

c) El tiempo que tardaría en alcanzar una velocidad de 20 m/s.

7 - Un tren circula a 144 km/h. Debido a la proximidad de una curva peligrosa, debe frenar hasta alcanzar los 24 m/s en un máximo de 20 segundos. Calcula:

a) La aceleración de frenado que debe aplicarse.

b) La distancia que recorre desde que empieza a frenar hasta que alcanza la velocidad deseada.

8 - El movimiento de un objeto viene descrito por las siguientes ecuaciones de velocidad y posición:

            v = 4 – 2t                              x = 2 + 4t - t 2

a) Razona qué tipo de movimiento describe el móvil.

b) Calcula la posición inicial, la aceleración y la velocidad inicial correspondientes.

c) Halla el instante de tiempo en el cual el objeto se detiene y su posición en ese momento.

9 - Los datos de velocidad en distintos instantes de tiempo para un móvil son los siguientes :

                t(s):           0   |    3   |   7    |  12

                v(m/s):                7   |  13    |  20

Construye la gráfica v-t y razona sobre ella si se trata de un movimiento rectilíneo uniformemente variado.

10 - Un coche de carreras puede acelerar de 0 a 99 km/h en 3 s. Escribe la ecuación de velocidad de uno de estos coches, suponiendo que parte del reposo, y representa su gráfica v-t, obteniendo antes una tabla de valores.

11 - Un objeto describe un movimiento rectilíneo uniformemente retardado, con una aceleración de frenado de -2 m/s2 . Al comenzar a medir el tiempo, su velocidad era de 10 m/s y se encontraba en el punto de referencia.

a) Escribe sus ecuaciones de velocidad y posición.

b) Construye las gráficas v-t y x-t correspondientes.

c) Halla, sobre la gráfica v-t, el tiempo que tarda el objeto en detenerse.

Repaso

1 - Carmen y Ana se han marchado en su coche a pasar el día en la playa, para lo cual han consumido cierta cantidad de gasolina y han expulsado a la atmósfera 2728 g de dióxido de carbono (CO2).

a) Calcula la masa molar del CO2.

b) Halla el número de moles de este gas que nuestras amigas han expulsado a la atmósfera, contribuyendo de este modo a incrementar el efecto invernadero.

c) Calcula el número de moléculas de este gas expulsadas por el tubo de escape del vehículo.

2 - La clorofila es una macromolécula cuya fórmula es C54H70O5N4Mg. Indica cuántos átomos de cada elemento hay en la molécula y cuál es el número total de átomos en ella. Calcula la masa molar de la clorofila.

Datos. Masas atómicas: C=12, H=1, O=16, N = 14, Mg = 24.

3 - La sacarosa, que es el azúcar de consumo cotidiano, es un compuesto de fórmula C12H22O11.

a) Calcula la masa molar de la sacarosa.

b) ¿Cuántas moléculas de sacarosa hay en 1 kg de azúcar?

4 - ¿Cuántos gramos de H2O habrá en 3,0115·1023 moléculas de agua?

5 - Pasa a moles las siguientes cantidades:

a) 4,7·1025 átomos de K

b) 8,5·1040 moléculas de SO2.

6 - De los siguientes fenómenos, indica los que corresponden a un cambio físico y los que son cambios químicos. Justifica en cada caso la elección:

a) Una persona sube por una escalera mecánica.                      b) Hace frío y el agua del patio se congela.

c) Ponemos una pastilla efervescente en agua.                         d) Encender una cerilla.

7 - Indica cuáles de las siguientes operaciones aumentan la velocidad de reacción:

a) Calentar los reactivos                                                   c) Concentrar los reactivos.

b) Añadir más cantidad de reactivos.                                d) Utilizar un recipiente más pequeño.

8 - Para comprobar la ley de conservación de la masa, Isabel ha disuelto una pastilla efervescente de aproximadamente 2 g en un vaso que contiene 200 g de agua, pero al determinar la masa del contenido total del vaso tras la disolución ha obtenido 200,5 g. Su conclusión ha sido que esta reacción no cumple la ley.

a) ¿Es correcta la conclusión de Isabel?

b) ¿Cómo puedes explicar lo que está ocurriendo en este caso?

9 - En las siguientes ecuaciones químicas, indica en qué estado de agregación se encuentran y ajusta las reacciones:

  1. HgO(s) ® Hg(l) + O2 (g)

  2. Ca(s) + H2O(l) ® Ca(OH)2(ac) + H2(g)
  3. H2O2(l) ® H2O(l) + O2(g)
  4. Na(s) + Cl2(g) ® NaCl(s)

10 - Una de las siguientes ecuaciones químicas no es correcta, pues la reacción que indica no podría tener lugar de la forma en que está representada. Identifícala y señala el error:

  1. C + O2® CO2 + H2O
  2. HCl + NaOH ® NaCl + H2O
  3. C12H22O11® C + H2O

Ejercicios de repaso

1.- El propano (C3H8) arde en presencia de oxígeno.

a) Ajuste la ecuación química.

b) Calcule la cantidad de agua que se formará si reaccionan 132 gramos de propano con exceso de oxígeno.

Datos de masas atómicas: H:1; O:16; C:12.

2.- En la combustión del metano con oxígeno.

a) Escriba y ajuste la reacción

b) Indique la masa molecular del metano y del dióxido de carbono.

Datos. Masas atómicas: C=12, H=1, O=16

3.- La reacción de combustión del gas natural o metano, de nuestras cocinas y calderas.

a) Indique los reactivos y los productos así como el nombre de las sustancias que intervienen. Ajuste la ecuación química.

b) Una de las sustancias que se obtiene en esta reacción química es el gas más importante que produce efecto invernadero. Escriba cuál es este gas y explique en qué consiste dicho efecto.

4.- En la naturaleza se observan cambios químicos y físicos. De los siguientes procesos indique cuáles son físicos y cuáles químicos:

  1. Maduración de una manzana
  2. Disolución de azúcar en café
  3. Obtención de sal en una salina
  4. Formación de óxido en una chapa de hierro
  5. Combustión del gas butano
  6. Formación de nubes.

5.- Dada la siguiente reacción química:

Óxido de calcio + cloruro de hidrógeno → cloruro de calcio + agua

a) Escribe y ajusta la ecuación química correspondiente.

b) Si reaccionan 84 g de calcio, ¿cuántos gramos de cloruro de calcio se obtienen?

c) ¿Qué cantidad de sustancia en mol de cloruro de hidrógeno será necesaria?

6.- El cloruro de hidrógeno se descompone por electrolisis, obteniéndose hidrógeno y cloro gaseosos.

a) Escribe la reacción ajustada.

b) Calcula el volumen de cada gas, medido en condiciones normales (p = 1,5 atm; T = 278ºC), que se obtiene cuando se descomponen 2,5 litros de cloruro.

7.- En la reacción de formación del agua a partir de hidrógeno y oxígeno. Calcula la cantidad de agua en mol que se puede obtener a partir de 3,5 mol de oxígeno.

8.- En la reacción: PbO + NH3 → Pb + N2 + H2O

a) ¿Cuáles son los reactivos y cuáles los productos de la reacción? Escribe sus nombres.

b) Escribe la reacción ajustada.

9.- Calcula la cantidad de sustancia que hay en 140 g de dióxido de azufre (SO2).

10.- Una ecuación química está ajustada cuando el número de átomos que hay en el primer miembro es igual al número de átomos del segundo. Cuando reaccionan el nitrógeno y el hidrógeno, en las condiciones adecuadas, se obtiene amoniaco.

a) Escribe, con letra, la reacción química que se produce en este caso.

                Reactivo 1 + reactivo 2 → producto

b) Escribe las fórmulas correspondientes a cada sustancia.

c) Escribe la ecuación química ajustada.

ACTIVIDADES

1.- Define qué es y cómo se forma un enlace iónico.                                    

2.- Indica propiedades de las sustancias iónicas.                                                            

3.- Explica el enlace covalente.                                                                               

4.- a) Diagrama de Lewis de las sustancias: a)   H2O         b) O2                    

b) ¿Cómo se forma un enlace covalente triple?                                                             

5.- Calcula cuántas moléculas hay en 200 g de H2O.                                       

6.- Cuántos moles contienen 3,05·1025 átomos de H en el NH3.              

7.- Calcula la composición centesimal del NH3.                                                

ACTIVIDADES

1   -   Calcula el número de molesmoléculas que hay en 360 g de agua.

Datos: NA = 6,022 · 1023; masas atómicas: H = 1 ; O = 16 .

2   -   Escribe las palabras que faltan en el texto siguiente:

            Los ………..….......….. en la naturaleza pueden ser de dos clases: ……......…..…….. y ………..….….. . En los …….…..…….., las sustancias que intervienen son ….………….. antes y después del cambio, mientras que en los ………..…….. aparecen ………..…….. sustancias, que denominamos ………..……….. de la ………..……….. química.

 -    Elige la afirmación correcta de entre las siguientes:

4  -   Escribeajusta las siguientes ecuaciones químicas:

a)  Hierro  +  cloro ---→      tricloruro de hierro

b)  Cobre  +  oxígeno molecular ---→   monóxido de monocobre

c)  Monóxido de carbono  + oxígeno molecular  ---→   dióxido de carbono

d)   Litio  +  oxígeno molecular   ---→  óxido de litio

5    -    Si tenemos  8·1025  moléculas de  H2SO3 , ¿cuántos átomos tenemos en total?  ¿cuántos átomos de azufre?, ¿y cuántos de oxígeno?

 Escribe y ajusta  la reacción de combustión del etano (C2H6).

¿Es una reacción exotérmica o endotérmica?

7 - Calcula la masa molar y la composición centesimal del óxido de sodio.

Masas atómicas: Na = 23; O = 16.

8   -   a) Enuncia la ley de conservación de la masa.

 b)  Si 57 g de azufre reaccionan completamente con 100 g de hierro, se obtiene sulfuro de hierro(II),  ¿cuántos g de sulfuro de hierro(II) se formarán?

))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))

1   -    a) Si se hace reaccionar potasio con agua, se forma hidróxido de potasio y se desprende gas hidrógeno. Escribe y ajusta la ecuación química que corresponde a este proceso.

  1. ¿De qué tipo es esta reacción, homogénea o heterogénea?

2  -   Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

3   -  Calcula la masa molar y la composición centesimal del amoníaco.

Masas atómicas: N = 14; H = 1.

 4   -  Escribe y ajusta  la reacción de combustión del propano(C3H8).

 5   -   Si tenemos  8·1026  moléculas de  H2SO4 , ¿cuántos átomos tenemos en total?  ¿cuántos átomos de hidrógeno?, ¿y cuántos de oxígeno?

    6   -  Escribe y ajusta la siguiente reacción: en atmósfera de cloro arden 27 g de aluminio para dar 133,5 g de cloruro de aluminio, ¿qué cantidad de cloro se ha consumido en la reacción?

¿ qué ley se cumple?

 7   -   Escribe y ajusta las siguientes reacciones químicas:

  1. plata  +  oxígeno  ----------→       óxido de plata
  2. metano  +  oxígeno  ----→   dióxido de carbono  +  agua

 -   Calcula el número de molesmoléculas que hay en 170 g de amoníaco.

Datos: NA = 6,022 · 1023; masas atómicas: H = 1 ; N = 14 .

ACTIVIDADES

1.- El azufre (S) tiene una Z = 16, escribe la configuración electrónica, indica en qué grupo y período se encuentra, explica por qué es metal o no metal y escribe el ion que forma. 

3.- ¿Cuánta cantidad hay de aire en una botella, el aire está compuesto en un 21% de oxígeno y en la botella hay 150 mL de oxígeno?

4.- a) Define qué es fusión y fisión nuclear.

b) Si un núcleo de  emite una partícula alfa, qué reacción tiene lugar.

5.- Compara una disolución diluida con una disolución saturada.

6.- Disolvemos 30 g de una sal de densidad (d = 1,3 g/mL) en 150 ml de agua. ¿Cuál es el porcentaje en volumen?

7.- Explica la teoría cinética de los gases.

8.- a) Si un gas ocupa un volumen de 20 L a 2 atm de presión, si se mantiene la temperatura constante, ¿qué volumen ocuparía si la presión fuerza 1000 mm de Hg?

b) Ley de Charles.

9.- a) Teoría atómica de Dalton.

b) Si un átomo X tiene dos isótopos, X-30 (cuya abundancia es el 80%) y X-40 (cuya abundancia es el 20%), ¿cuál es la masa atómica de dicho átomo?

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2.- a) Si Mg (Z = 12) escribe la configuración electrónica, indica grupo y período al que pertenece, explica si es metal o no metal y que ion formaría.  

b) Si Br (Z =35) escribe la configuración electrónica, indica grupo y período al que pertenece, explica si es metal o no metal y que ion formaría.      

3.- a) ¿Qué es la radiactividad?                                                                      

b) Escribe la ecuación si el  emite una partícula alfa, Y la ecuación si emite una partícula beta?                                                                                        

4.- a) ¿Qué son los isótopos? b) ¿En qué consiste la fusión nuclear?

5.-a) Disolvemos 40 g de azúcar en 360 mL de agua. ¿Cuál es el porcentaje en masa de la disolución?                                                                      

b) Disolvemos 150 mL de NaOH de densidad 1,05 g/mL en 500 g de agua. Calcula el porcentaje en masa de la mezcla resultante.       

6.- a) ¿Qué dice la ley teoría atómica de Dalton?                                 

b) Si tenemos un gas a 3 atmósferas de presión y 20o C ocupando un volumen de 50 L. ¿A qué temperatura ocupará un volumen de 33,75 L si la presión no varía?                                                                                                     

7.- a) Explica cuando una disolución es diluida.                                              

b) Si un átomo A tiene dos isótopos, el A-14 cuya proporción es del 80% mientras que el A-17 su proporción es del 20%. ¿Cuál es la masa atómica de ese elemento?

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  1. ¿Qué dice la ley de Boyle-Mariotte?           

                                  

  1. Cierta masa de un gas ocupa un volumen de 2 dm3 a 10o C. Si se mantiene constante la presión, ¿qué volumen ocuparía dicho gas a una temperatura de 23oC?       

                                                                                 

  1. ¿A qué es debida la presión de los gases? ¿De qué me informa la temperatura de un gas?                       
  2. ¿En qué se diferencia una disolución concentrada de una disolución saturada?                                                                                 
  3. A temperatura constante un gas ocupa un volumen de 4L a 800 mm de Hg, ¿qué volumen ocuparía si la presión fuera 2 atm?

           

  1. Calcula el tanto por ciento en volumen de una disolución preparada disolviendo 25 cm3 de alcohol en agua destilada hasta tener un volumen total de disolución de 250 cm3.                                                     

Una disolución acuosa contiene 8 g de azúcar en 250 mL de disolución. La densidad de la disolución es 1,02 g/mL. Calcula la concentración de esta disolución en tanto por ciento en masa y la concentración en masa en g/L.

actividades

1. Indica cuál de estas afirmaciones es verdadera:

a) Al fundir una sustancia, el tamaño de las partículas que la forman aumenta.

b) Obtenemos cambios de estado regresivos enfriando las sustancias.

c) La temperatura de ebullición de una mezcla permanece constante mientras dura el cambio de estado.

d) La fusión del agua ocurre a menos de cero grados centígrados.

2.  Calcular la masa molar de los siguientes compuestos.

Masas atómicas: C = 12;  H = 1;  N = 14; O = 16

  1. Aspirina C9H8O3
  2. Cafeína  C8H10N2O2

3.    En referencia al Sistema Periódico, señala cuál de estas opciones es correcta:

a) Es la clasificación de todos los elementos químicos presentes en el mundo natural, ordenados por su número másico, que se agrupan en siete grupos o columnas y en dieciocho filas o períodos.

b) Es la clasificación de todos los elementos químicos posibles, ordenados por su número másico, que se agrupan en siete grupos o columnas y en dieciocho filas o períodos.

c) Es la clasificación de todos los elementos químicos que existen, ordenados por su número atómico, que se agrupan en dieciocho grupos o columnas y en siete filas o períodos.

d) Es la clasificación de todos los elementos químicos posibles, ordenados por su número atómico, que se agrupan en siete grupos o columnas y en dieciocho filas o períodos.

4. Indica si los grupos de átomos siguientes son isótopos entre sí, y justifica tu respuesta:

a)        y                                                               b)   

5.  Averigua la masa atómica  relativa de un elemento formado por una mezcla de dos isótopos:

 un 79 % de un isótopo de masa atómica 98 y  de otro isótopo de masa atómica 102.

6. Indica el símbolo de los elementos químicos siguientes:

Cesio        Fósforo     Bismuto       Potasio      Silicio       Cromo     Flúor    Boro

7.  Escribe la estructura electrónica de los siguientes elementos.

a) Na:                                                                       c) Mg:

b) O:                                                                   d) F:

Teniendo en cuenta la estructura electrónica externa, indica qué tipo de ion, es decir, su carga y si esta es positiva o negativa, tenderán a formar estos elementos.

8 - Nombre y formule los siguientes compuestos:

1 - OBr2

Óxido de cinc

2 - CsH

Bromuro de hidrógeno

3 - NaI

Hidruro de aluminio

4 - NH3

Seleniuro de sodio

5 - AuH

óxido de hierro (II)

6 - Fe2O3  

ácido clorhídrico

7 –ZnH2

Hidróxido de berilio

8 - RbOH

Dicloruro de oxígeno

9 –H2Se

Hidróxido de cadmio

10 -Co2O3    

Metano

 

1. Indica si las siguientes afirmaciones acerca de la TCM son verdaderas o falsas:

• Los gases están formados por partículas, entre las cuales hay aire.

• Las partículas de un gas se atraen de forma muy intensa cuando chocan entre sí.

• La temperatura de un gas está relacionada de forma directa con la energía cinética de las partículas que lo componen.

• Al suministrar energía en forma de calor a un gas, las partículas que lo componen aumentan su tamaño, se dilatan.

2.  Calcular la masa molar de los siguientes compuestos.

Masas atómicas: C = 12;  H = 1;  N = 14; O = 16

  1. Aspirina C9H8O4
  2. Cafeína  C8H10N3O2

3.     ¿Cuál es el criterio de ordenación de los elementos en la tabla periódica actual?

 Define grupo y período.

¿Cuántos grupos y períodos hay?

4. Indica si los grupos de átomos siguientes son isótopos entre sí, y justifica tu respuesta:

a)        y                                                               b)   

5.  Averigua la masa atómica  relativa de un elemento formado por una mezcla de dos isótopos:

 un 80 % de un isótopo de masa atómica 98 y un 20 % de un isótopo de masa atómica 101.

6. Indica el símbolo de los elementos químicos siguientes:

Estroncio        Fósforo     Antimonio        Potasio      Calcio       Carbono     Flúor            Sodio

7.  Escribe la estructura electrónica de los siguientes elementos.

a) Na:                                                                       c) Be:

b) S:                                                                    d) Cl:

Teniendo en cuenta la estructura electrónica externa, indica qué tipo de ion, es decir, su carga y si esta es positiva o negativa, tenderán a formar estos elementos:

8 - Nombre y formule los siguientes compuestos:

1 - OF2

pentaóxido de dinitrógeno

2 - CsH

Bromuro de hidrógeno

3 - NaF

Hidruro de litio

4 - NH3

Seleniuro de sodio

5 - AuH3

óxido de hierro (III)

6 - Fe2O3  

ácido clorhídrico

7 –ZnH2

Hidróxido de bario

8 - LiOH

Dicloruro de oxígeno

9 –H2S

Hidróxido de plata

10 -Co2O3    

Metano

1 - Dados los puntos de fusión y de ebullición del etanol y el mercurio:

sustancia Punto de fusión (0 C) Punto de ebullición ( 0 C)
etanol -114 78
mercurio -39 357

¿En qué estado se encuentra el etanol a -3 0C  y  a 25 0C ?

¿En qué estado se encuentra el mercurio a -50 0C  y a 200  0 C ?

2 - Expresa en el SI las velocidades de las pelotas más rápidas en el deporte. Utiliza factores de conversión. Dato:   1 milla = 1,609 km

  1. Fútbol: 140 km/h
  2. Tenis:  67 m/s
  3. Béisbol: 155 millas/h

3 – Entre los elementos químicos de números atómicos 4, 7, 9, 10 y 17, ¿existen algunos que pertenezcan a la misma familia química (mismo grupo)?

4  -  a)  Un ion tiene 11 protones en el núcleo y 10 electrones; ¿cuál es la carga del mismo?

b)  Otro ion posee 17 protones y 18 electrones; indica su carga.

 

- Rellena razonadamente la siguiente tabla:

  Z        A Nºprotones Nºelectrones Nº neutrones Distribución electrónica
Fluor 9              10  
Helio          4             2    
Nitrógeno         15          7      
Ion Potasio(K+) 19       39        
Ion sulfuro (S2-)     35          46  

6  -  La masa de un vaso vacío es 274 g. Se mide, con una probeta graduada, 200 mL de aceite de oliva y se vierten en el vaso. Se pesa el vaso con su contenido, obteniendo un valor de 456 g ¿Cuál es la densidad del aceite?

7  -  Las condiciones iniciales de un gas son 3000 mL, 1520 mm Hg y - 27  ºC, ¿cuál será la nueva temperatura si el volumen se reduce a 2 L y la presión aumenta a 3 atm?

8  -  Justifica  si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a)  Un átomo puede tener el número másico menor que el número atómico.

b)  Un átomo puede tener el número másico igual que el número atómico.

 

 

1  -  Especifica las unidades de medida en el sistema internacional correspondientes a estas magnitudes:

masa:                        longitud:             tiempo:                  temperatura:                     volumen:

2  -  Escribe en notación científica las siguientes cantidades:

102 000 =                            432 000 000 =                     3 102 000 =                      0,000 002 =

3  -  Completa el siguiente cuadro:

Símbolo Z A Nº de p Nº de e Nº de n Distribución electrónica
      11   12  
    28     14  
  10       11  

4  -  De cuatro átomos A, B, C y D sabemos que tienen:

A B C D
17 p 17 p 18 p 18 p
18 n 19 n 19 n 20 n

a)¿cuáles pertenecen a isótopos diferentes del mismo elemento?

b) ¿son B y C átomos del mismo elemento? ¿Y  C y D?

 

5  -   La densidad del oro es 19,3 g/cm3.  ¿Qué  volumen  ocupa  una pieza de oro de 48,25 g? 

 

6  -  Una masa de gas ocupa un volumen de 5 L cuando la presión es de 1 atm. ¿Cuál será el nuevo volumen si la presión aumenta a   940 mmHg y la temperatura no cambia?

 Datos: 1 atm = 760 mmHg

7  -  ¿Cuál es el volumen de un prisma de metal de 5 cm de largo, 2 cm de ancho y 10 cm de alto? Expresa el resultado en cm3  y en m3. Se introduce este prisma en una probeta que contiene 200cm3 de agua, ¿qué altura alcanzará el agua en la probeta?

1  -  Formula y nombra los siguientes compuestos:

Hidruro de aluminio                                                           CO2                                                         

Óxido de cinc                                                                   MgCl2                                                      

Hidróxido de calcio                                                          AuOH                                                   

Amoníaco                                                                         BeO                                                  

Yoduro de bismuto (III)                                                   HgF                                                 

Óxido de nitrógeno(I)                                                       NaOH

 Hidruro de hierro(III)                                                    HCl 

Bromuro de hidrógeno                                                                FeH2                                                              

                                          

2  -   ¿En qué se basa la teoría cinético-molecular para explicar el comportamiento de la materia y los estados de agregación?

3  -  ¿Cuáles son las variables que definen el estado de un gas? ¿Qué relaciones se encuentran entre esas  variables?

4  -  Hacer un esquema donde aparezcan todos los cambios de estado. Definir los  cambios.

5  -  Calcular el volumen que ocupa a 350K un gas que a 300K ocupa un volumen de 5 L.  La  presión  no  se modifica. ¿Qué  ley  aplicas?

    6  -  Escribe las configuraciones electrónicas de los siguientes elementos:

Elemento Nº atómico (Z) Configuración electrónica
Na 11  
Cl 17  
O 8  
C 6  

7  -  Un átomo neutro con 10 protones pierde 2 electrones: ¿En qué se transforma? ¿Sigue siendo el mismo elemento químico? ¿Mantiene el mismo número atómico?

8  -  Sabiendo que un átomo neutro contiene 36 protones y 47 neutrones, indica sus números másico y atómico, así como los electrones que presenta.

9 -  ¿Qué es unisótopo?