Exámenes resueltos Física y Química. PAU Cantabria 2016


Ya dispones en los siguiente links de los exámenes resueltos de FÍSICA y QUÍMICA de la PAU Cantabria JUNIO 2016, cortesía del Profesor Enrique Ortega González del I.E.S. "José del Campo" de Ampuero. 
Gracias por este magnífico trabajo. 







Teoría de las colisiones

Se basa en la teoría cinético-molecular de los gases.
Puesto que en una reacción química tiene lugar la ruptura de enlaces entre los átomos de las moléculas de los reactivos y la formación de nuevos enlaces para originar las moléculas de los productos, es necesario que las moléculas reaccionantes entren en contacto, “choquen”, por lo que a mayor número de choques, mayor velocidad de reacción. Ahora bien, no todos los choques son eficaces (se rompen los enlaces), para esto se requiere:
  • Las moléculas han de tener suficiente energía cinética para que al chocar, los enlaces se rompan o se debiliten. Esta mínima Ec se llama Energía de activación, y las moléculas que la poseen se llaman moléculas activadas.
  • El choque tiene que producirse en la dirección adecuada.

a) choque eficaz
b) choque no eficaz



TEORÍA DEL COMPLEJO ACTIVADO
El complejo de transición (complejo activado) es un agregado constituido por las moléculas reaccionantes, y en el que algunos de los enlaces primitivos se han debilitado (o incluso roto) y se han empezado a formar nuevos enlaces. Como tiene acumulada toda la energía de las moléculas reaccionantes, es muy inestable, y se descompone inmediatamente originando los productos de la reacción.




Complejo activado que se produce en la formación del agua:

2H2 + O2 ® H2O



ENERGÍA DE ACTIVACIÓN
La Energía de activación representa una barrera energética: si la Ea es pequeña habrá muchas moléculas con Ec mayor que la Ea, por lo que habrá muchos choques eficaces y la velocidad de reacción será grande, pero si la Ea es elevada, habrá pocas moléculas que puedan remontar la barrera, por lo que casi todos los choques serán ineficaces y la velocidad de reacción será pequeña.

Tablas para calcular: G = H - TS

ENERGÍA LIBRE DE GIBBS DE UNA REACCIÓN (DG)




ENTROPÍA DE UNA REACCIÓN (DS)


ENTALPÍA DE UNA REACCIÓN (DH)






Calor específico y calores latentes

Calor específico o "capacidad calorífica" específica de una sustancia es la "cantidad de calor necesaria para aumentar su temperatura en una unidad por unidad de masa, sin cambio de estado". Su unidad es el julio por kilogramo y kelvin, cuya notación es J/(kg·K).

Calor latente o "calor de cambio de estado" es la energía absorbida por las sustancias al cambiar de estado, de sólido a líquido (calor latente de fusión) o de líquido a gaseoso (calor latente de vaporización). Al cambiar de gaseoso a líquido y de líquido a sólido se devuelve la misma cantidad de energía. Se debe tener en cuenta que esta energía en forma de calor se invierte para el cambio de fase y no para un aumento de la temperatura.

Se define la caloría como la cantidad de energía calorífica necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua pura en un grado (desde 14,5 °C a 15,5 °C), a una presión normal de una atmósfera. Una caloría (cal) equivale a 4,1868 julios (J).

Equivalencia entre el Julio y la caloría:







Para el calentamiento (aumento de temperatura sin cambio de estado) utilizamos la ecuación (1) con el calor específico (Ce). Y para el cambio de estado (que se produce a temperatura constante) utilizamos la ecuación (2) con el calor latente de fusión (Lfusión) o el de ebullición (Lvap) según que caso.


Poder calorífico de los combustibles más habituales

El poder calorífico es la cantidad de energía que la unidad de masa o unidad de volumen de materia que se puede desprender al producirse una reacción química de oxidación (quedan excluidas las reacciones nucleares, no químicas, de fisión o fusión nuclear, ya que para ello se usa la fórmula E = m·c²).


El poder calorífico expresa la energía que puede liberar la unión química entre un combustible y el comburente y es igual a la energía que mantenía unidos los átomos en las moléculas de combustible (energía de enlace), menos la energía utilizada en la formación de nuevas moléculas en las materias (generalmente gases) formadas en la combustión.




Valor calórico de los nutrientes

El valor energético o valor calórico de un alimento es proporcional a la cantidad de energía que puede proporcionar al quemarse en presencia de oxígeno. Se mide en calorías, que es la cantidad de calor necesario para aumentar en un grado la temperatura de un gramo de agua. Como su valor resulta muy pequeño, en dietética se toma como medida la kilocaloría (1 Kcal. = 1.000 calorías). A veces –y erróneamente, por cierto–, a las kilocalorías también se las llama Calorías (con mayúscula). Cuando oigamos decir que un alimento tiene 100 Calorías, en realidad debemos interpretar que dicho alimento tiene 100 kilocalorías por cada 100 gr. de peso. Las dietas de los humanos adultos contienen entre 1.000 y 5.000 kilocalorías por día.

Cada grupo de nutrientes energéticos –glúcidos, lípidos o proteínas– tiene un valor calórico diferente y más o menos uniforme en cada grupo. Para facilitar los cálculos del valor energético de los alimentos se toman unos valores estándar para cada grupo: un gramo de glúcidos o de proteínas libera al quemarse unas 4 calorías, mientras que un gramo de grasa produce 9. De ahí que los alimentos ricos en grasa tengan un contenido energético mucho mayor que los formados por glúcidos o proteínas. De hecho, toda la energía que acumulamos en el organismo como reserva a largo plazo se almacena en forma de grasas.

Recordemos que no todos los alimentos que ingerimos se queman para producir energía, sino que una parte de ellos se usa para reconstruir las estructuras del organismo o facilitar las reacciones químicas necesarias para el mantenimiento de la vida. Las vitaminas y los minerales, así como los oligoelementos, el agua y la fibra se considera que no aportan calorías.