magnitudes fÍsicas
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MAGNITUDES FÍSICAS
¿QUÉ ENTENDEMOS POR MEDIR?
Medir: Es comparar una cierta cantidad de una magnitud con otra cantidad de la misma especie, considerada como unidad.
Para medir una cantidad de cualquier magnitud física se necesita:
Una unidad de medida apropiada.
Un instrumento adecuado.
Un observador adiestrado.
•Medida: número
•Unidad: una abreviatura.
•Ejemplo: 20 m
Valor de una
Cantidad
Las Escalares:Son aquellas que quedan definidas
exclusivamente por un módulo, es decir, por
un número acompañado de una unidad de
medida. Por ejemplo:
•masa 5,5 kg
•tiempo 2,7 s
•temperatura 400 °C
•distancia 7,8 km
LAS VECTORIALES
Son aquellas que quedan totalmente definidas con un módulo, una dirección y un sentido. Es el caso de la fuerza, la velocidad, el desplazamiento. En estas magnitudes es necesario especificar hacia dónde se dirigen y, en algunos casos dónde se encuentran aplicadas. Todas las magnitudes vectoriales se representan gráficamente mediante vectores, que se simbolizan a través de una flecha.
SIMELA ( SISTEMA MÉTRICO LEGAL ARGENTINO)
Es el sistema de medidas que se utiliza en Argentina. Es
el constituido por las unidades, múltiplos y submúltiplos,
prefijos y símbolos del SISTEMA INTERNACIONAL DE
UNIDADES (SI) .
¿Por qué decimos que nuestro sistema de medida es
métrico decimal?
En primer lugar lo llamamos sistema porque es un
conjunto organizado y coherente de medidas.
Es métrico porque su unidad básica es el metro
y decimal porque la razón entre las diferentes medidas
siempre es diez o una.
.
UNIDADES BASE
Magnitud Nombre Símbolo
Longitud metro m
Masa kilogramo kg
Tiempo segundo s
Intensidad de corriente eléctrica ampere A
Temperatura termodinámica kelvin K
Cantidad de sustancia mol mol
Intensidad luminosa candela cd
Unidades suplementarias
MagnitudUnidad
Nombre Símbolo
Ángulo plano radián rad
Ángulo sólido estereorradián sr
Magnitud Nombre Símbolo
Superficie metro cuadrado m 2
Volumen metro cúbico m 3
Velocidad metro por segundo m/s
Aceleración metro por segundo
cuadrado
m/s 2
Densidad kilogramo por metro
cúbico
kg/m 3
Unidades derivadas Con esta denominación se hace referencia a las unidades utilizadas para expresar
magnitudes físicas que son resultado de combinar magnitudes físicas tomadas
como fundamentales.
Magnitud
Unidad
Nombre Símbolo
Otra
formas de
expresión
Fuerza newton N Kg . m /s2
Energía joule J N . m
Presión pascal Pa N / m2
Frecuencia hertz Hz 1 / s
Potencia watt W J / s
TIEMPO
1 día = 24 horas
1 hora = 60 minutos
1minuto = 60 segundos
1 hora = 3600 segundos
Transformaciones físicasDiremos que una transformación o cambio es físico, cuando antes,
durante y después de él se observa una modificación en la apariencia,
pero no en la composición del material.
• Ejemplos claros de esto los encontramos en los cambios de estado; en ellos
la materia solamente cambia sus características físicas (forma, volumen,
textura) pero no su estructura química.
• Los metales son fundidos para poder colocarlos en moldes, y
posteriormente se los deja solidificar para utilizarlos, sin que estos procesos
afecten la composición del metal. Antes y después tenemos el mismo
material, solo que se modificó su apariencia y su utilidad.
Seguramente alguna vez han roto un vaso o una taza.
Esta transformación, que vuelve inútil al recipiente,
es física ya que sólo modifica la forma y no la
composición del material
Transformaciones químicasEn el lado opuesto de los cambios físicos, están los cambios químicos. En
estos procesos se ve alterada la composición de la materia de forma tal que
el material que tenía antes de la transformación es diferente al que se
obtiene luego de ella.
• La combustión del papel es un ejemplo sencillo: una vez que se quemó,
solo quedan como productos vapor de agua, dióxido de carbono y cenizas.
Tres elementos muy diferentes al original.
Los cambios químicos también son conocidos como reacciones químicas y
abundan en nuestra vida cotidiana; por lo tanto, abundan en los materiales.
•Es común evitar que metales como el hierro queden a la intemperie por
tiempos prolongados porque sufrirán un deterioro notable debido a la
oxidación. Esta transformación es química; el resultado de ella es un nuevo
compuesto amarronado o anaranjado, denominado óxido, que no cumple con
ninguna de las propiedades del metal del que surgió.
Las telas también sufren cambios en su composición si
se las pone en contacto con lavandina. Una exposición
prolongada no solo blanqueará las fibras sino que las
deteriorará significativamente
FENÓMENOS
FÍSICOS
FENÓMENOS
QUÍMICOS
1) Son cambios externos a la
molécula, superficiales y
temporales.
2) Conservan sus propiedades.
3) No hay reacción química.
4) Sus componentes se separan
por métodos físicos.
1) Son cambios internos a la
molécula, profundos y
permanentes.
2) Aparecen nuevas
propiedades.
3) Hay reacción química.
4) Sus componentes se separan
por métodos químicos.
CuerpoEs una porción limitada de materia.
Son objetos que nos ocasionan diferentes sensaciones.(banco, pizarrón, botella, tiza, etc…)
La materia se presenta como cuerpos diferentes.
¿Por qué son diferentes?
Porque están constituido de diferentes Sustancias.
SustanciasEs cada una de las clases de materia.
(vidrio, hierro, sal, azúcar, etc…)
En el siguiente cuadro aparecen diferenciados los tipos de materia que forman cada objeto o cuerpo material:
Objeto Clavo Vaso
Sustancia Hierro Vidrio Agua
Los distintos tipos de materia que constituyen los cuerpos reciben el nombre de sustancia. Dicho de otra forma: sustancia es el tipo de materia que forma los cuerpos.
Peso :se define como la fuerza con que la tierra atrae a
los cuerpos cercanos a su superficie.
Todos los cuerpos que poseen masa son atraídos por la fuerza peso hacia el centro de la Tierra.
La fórmula que te permite calcular el peso de cualquier cuerpo es:
P = m . gDonde:P = peso medido en N.m = masa medida en kg.g = aceleración de la gravedad medida en m/s2
La aceleración de la gravedad g es la misma para todos los objetos que caen por acción de la atracción gravitacional, sea cual sea su tamaño o su composición.Se toma como valor aproximado en la Tierra de g = 9,8 m/s2 .
Dinamómetros
Cuando un objeto tiene más masa, es atraído por la tierra con mayor fuerza y por eso tiene más peso.
Si nos alejamos de la tierra hacia el espacio, la fuerza de gravedad disminuye y con ella el peso, mientras que la masa siempre se mantiene constante.
Capacidad
¿Cómo medir el volumen de un sólido con forma irregular?
¿Qué es la densidad?
La densidad es una unidad de medida que relaciona la masa con el volumen que ocupa. Cuanto mayor es la masa, mayor será la densidad. Pero, por otro lado, la viscosidad, es una propiedad física que nos define la fluidez de un material. Cuanto más viscoso, más espeso. Pero no más denso, como se suele decir.El ejemplo más fácil para comprender todo esto, porque todos lo habremos experimentado alguna vez, es el del aceite y el agua. Si juntamos ambos fluidos en un solo recipiente, el aceite se quedará arriba, flotando sobre el agua. Esto es porque es menos denso. El agua pesa más, y por eso se queda abajo. Bien. Pero si ahora cogemos una botella de aceite, y otra de agua, iguales, y las invertimos hasta vaciarlas, observaremos que tarda más en vaciar la de aceite. Esto es porque es más viscoso.
Diferencia entre densidad y viscosidad
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Tema: MATERIA Y PROPIEDADES.
1. ¿A qué término corresponden estas definiciones? Completa con la
palabra adecuada.
CUERPO / MATERIA / PESO / MASA / SUSTANCIA.
a) …………………………….es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el
espacio.
b) …………………………….es la fuerza con que la gravedad de un planeta o
satélite atrae a la masa de un objeto.
c) ……………………………es una porción limitada de materia que ocupa un lugar
en el espacio.
d) …………………………..es un tipo de materia que tiene una composición
definida y constante.
e) ………………………….es la cantidad de materia que tiene un cuerpo.
2. a) Subraya con un color los términos que nombren un CUERPO y con
otro los que mencionen un MATERIAL.
tijera – acero – plástico – plato - vidrio – agua – libro – nylon – madera – lámpara-
bicicleta – silla - cemento- remera- lana- pantalón.
b) Extrae del siguiente texto todos los cuerpos y materiales que se mencionen:
“Los candados y llaves que se utilizan para cerrar puertas, portones, tranqueras y
algunas rejas están constituidos por una mezcla o aleación de dos metales que son el
estaño y el cobre, esa mezcla la conocemos con el nombre de bronce.”
3. a) Ejemplifica dos CUERPOS diferentes constituidos por un mismo MATERIAL.
b) Ejemplifica dos CUERPOS iguales formados por diferentes MATERIALES.
4. Observa las siguientes figuras y completa las frases con las palabras
IGUAL ó DISTINTO.
➢ El peso del racimo de bananas es ……………………….. al de la banana sola.
➢ El color de la banana sola es ……………………………..al del racimo de bananas.
➢ El sabor de la banana sola es …………………………….. al del conjunto de bananas.
➢ El volumen que ocupa el racimo de bananas es …………………. al de la banana sola.
➢ La masa del conjunto de bananas es ………………………… al de la banana sola.
➢ La textura de la banana sola es ………………………………. al del conjunto de bananas.
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Completa la siguiente frase: “Las propiedades que no cambian con la cantidad de
materia se llaman ……………………………….. y aquellas que sí varían se denominan
…………………………….
5. Coloca para cada frase I (Intensiva) ó E (Extensiva) según corresponda
➢ El dulce de ciruela es un poco ácido ( )
➢ Una lata de gaseosa contiene 375 ml de líquido ( )
➢ El alcohol hierve a 78 °C ( )
➢ Mi desodorante huele a flores de campo ( )
➢ El azufre tiene color amarillo ( )
➢ Esa barra de acero pesa 8 kg ( )
➢ Una tiza tiene menos masa que un pizarrón ( )
➢ El agua líquida se congela a 0°C ( )
➢ El aceite tiene una densidad menor que el agua ( )
6. Observa los siguientes cuerpos y propone para cada uno de ellos 2
PROPIEDADES EXTENSIVAS y 2 PROPIEDADES EXTENSIVAS.
7. De la siguiente lista, selecciona las propiedades extensivas (E) y las
propiedades intensivas (I) de la materia. Justifica cada elección.
Masa
Color
Punto de Fusión
Volumen
Densidad
Peso
Olor
¿Cuáles de las propiedades del ejercicio anterior son propiedades organolépticas
y por qué?
8. Completar con los valores correctos:
1) 20 kg = ……………...g
2) 0,5 dag =…………….dg
3) 1500 mg = ………….g
4) ………..hg = 7,7 kg
5) 849 cg = …………….mg
6) 6300 g = …………hg
7) 3,45 mg = ……….cg
8) ………..kg = 20dg
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9) 4,66 dag = ………hg 10) 56 g = …………….kg
9. Un par de zapatillas pesa seis veces más en la tierra que en la luna. ¿A qué se
debe esta diferencia?
10. ¿Cómo calcularía la masa si conoces el peso y la aceleración de la gravedad? ¿Y
la aceleración de la gravedad de un planeta si conoces la masa de un cuerpo y
su peso ubicada en él?
11. ¿Cuál será el peso en la superficie terrestre de un cuerpo cuya masa es de 60
kg?
12. Calcula la masa de un cuerpo que pesa 100 N.
13. El Coyote desea atrapar al Correcaminos una vez más. Esta vez usa una
catapulta, pero por un ligero error de cálculo va a parar a Marte. Suponiendo
que la masa del Coyote es de 35 kg, calcula su peso en dicho planeta.
(Gravedad de Marte: 3,71 m/s2 )
14. Si la gravedad de la Tierra es de 9,8 m/s2 y la de la Luna es de 1,6 m/s2,
calcula tu propio peso en la Tierra y en la Luna.
15. Calcula el peso en la Luna de un astronauta que en la Tierra pesa 803,6 N.
16. Convertir las unidades siguientes:
a) 1 m = …………………mm
b) 3600 mm = ……....cm
c) 50 hm = ……………..km
d) 3000 dm = ………….hm
e) 300dam = …………..m
f) 500 m =………………dm
g) 30 cm = ……………..mm
h) 60 dm =………………mm
i) 700cm = …………….m
17. Resolver los siguientes problemas sobre el volumen:
a) Relaciona, mediante flecha, los volúmenes de los cuerpos de la izquierda
con la fórmula correspondiente al cálculo del volumen de cada uno de
ellos.
Volumen de un V = π . r2 . h
Volumen de un V = l3
Volumen de un V = l . l . h
Volumen de un V = 4/3 . π . r3
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b) Calcula el volumen de una esfera de hierro, si su diámetro es de 3cm.
c) Si la arista de un cubo mide 0,25m, ¿Cuál será su volumen? Expresa el
resultado en cm3.
d) ¿Cuál es el volumen de un cilindro de madera si la superficie de su base
es de 30cm2 y mide 25cm de altura?
e) Si la esfera del punto…. tiene una masa de 889,62g, ¿Cuál será la
densidad del hierro?
f) En grupo, escriba como harían para calcular el volumen de un cuerpo
irregular, por ejemplo, de una piedra de granito. Pista: lean la historia de
Arquímedes de Siracusa y la corona dorada.
En el siglo III a.C., el rey Hierón II gobernaba Siracusa. Siendo un rey
ostentoso, pidió a un orfebre que le crease una hermosa corona de oro, para lo
que le dio un lingote de oro puro. Una vez el orfebre hubo terminado, le entregó
al rey su deseada corona. Entonces las dudas comenzaron a asaltarle. La corona
pesaba lo mismo que un lingote de oro, pero ¿y si el orfebre había sustituido
parte del oro de la corona por plata para engañarle?
Ante la duda, el rey Hierón hizo llamar a Arquímedes, que vivía en aquel
entonces en Siracusa. Arquímedes era uno de los más famosos sabios y
matemáticos de la época, así que Herón creyó que sería la persona adecuada
para abordar su problema.
Arquímedes desde el primer momento supo que tenía que calcular la densidad
de la corona para averiguar así si se
trataba de oro puro, o además contenía
algo de plata. La corona pesaba lo
mismo que un lingote de oro, así sólo le
quedaba conocer el volumen, lo más
complicado. El rey Hierón II estaba
contento con la corona, y no quería
fundirla si no había evidencia de que el
orfebre le había engañado, por lo que
Arquímedes no podía moldearlo de forma que facilitara el cálculo de su volumen.
Un día, mientras tomaba un baño en una tina, Arquímedes se percató de que el
agua subía cuando él se sumergía. En seguida comenzó a asociar conceptos: él
al sumergirse estaba desplazando una cantidad de agua que equivaldría a su
volumen. Consecuentemente, si sumergía la corona del rey en agua, y medía la
cantidad de agua desplazado, podría conocer su volumen.
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Sin ni siquiera pensar en vestirse, Arquímedes salió corriendo desnudo por las
calles emocionado por su descubrimiento, y sin parar de gritar ¡Eureka!
¡Eureka!, lo que traducido al español significa “¡Lo he encontrado!”. Sabiendo el
volumen y el peso, Arquímedes podría determinar la densidad del material que
componía la corona. Si esta densidad era menor que la del oro, se habrían
añadido materiales de peor calidad (menos densos que el oro), por lo que el
orfebre habría intentado engañar al rey.
Así tomó una pieza de plata del mismo peso que la corona, y otra de oro del
mismo peso que la corona. Llenó una vasija de agua hasta el tope, introdujo la
pieza de plata y midió la cantidad de agua derramada. Después hizo lo mismo
con la pieza de oro. De este modo, determinó qué volumen equivalía a la plata y
qué volumen equivalía el oro.
Repitió la misma operación, pero esta vez con la corona hecha por el orfebre. El
volumen de agua que desplazó la corona se situó entre medias del volumen de
la plata y del oro. Ajustó los cálculos y determinó de forma exacta la cantidad de
plata y oro que tenía la corona, demostrando así ante el rey Hierón II que el
orfebre le había intentado engañar.
18. Marca con una (M) las unidades que se utilizan para medir la masa, con una (P)
las unidades con las que se mide el peso y con una (V) las unidades con las que
se mide el volumen.
cm3 kg
kg m3
g mg
N dm3
19. Observa la siguiente situación:
Responder:
a) ¿Qué sucede con el nivel del líquido en la probeta en el paso 2? ¿A qué se
debe?
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b) La diferencia de volumen corresponde al volumen de la roca, que es el
volumen de agua desplazado cuando se la sumerge. Calcúlalo.
c) Si quisiera averiguar la densidad del material con que está hecha la roca,
¿Qué otro dato necesitarían saber? ¿Qué instrumento emplearían para
calcularlo?
d) Supongan que encuentran una roca que parece oro pero sospechan que
podría ser pirita. ¿Cuál serían los pasos a seguir para determinar si la
muestra es de oro o de pirita? Datos: densidad de la pirita: 5 g/cm3.
Densidad del oro: 19,3 g/cm3.
20. Observa los siguientes cubos formados por distintos materiales y responde:
Hierro Agua Leche Plomo
Vol. 1cm3 Vol. 1 cm3 Vol. 1 cm3 Vol. 1 cm3
Masa : 7,8 g Masa : 1 g Masa : 1,03 g Masa : 11,3 g
a) ¿Cuál es la relación MASA/VOLUMEN de cada cubo?
* Hierro …………………………………………. *Agua ……………………………………
*Leche ………………………………………… *Plomo …………………………………
b) ¿La relación MASA/VOLUMEN es igual entre los cubos? ¿Por qué?
c) ¿Qué varía en cada cubo y qué se mantiene constante? ¿Sería correcto afirmar que
“a igual masa le corresponde igual volumen? Justifica.
21. Observa estos cilindros de Plomo y resuelve: RELACIÓN MASA/ VOL
CILINDRO 1: Masa: 22,6 g Vol. 2 cm³ ……………………....
CILINDRO 2: Masa: 33,9 g Vol. 3 cm³ ……………………....
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CILINDRO 3: Masa: 56,5 g Vol. 5cm3 ……………………….
a) ¿Cómo son los valores de densidad que calculaste? ¿Por qué?
b) ¿Podemos afirmar que la DENSIDAD es una PROPIEDAD INTENSIVA. ¿Por qué?
22. Resolver.
a) La densidad del petróleo es de 0,87 g/cm3. ¿Qué volumen ocupa 1kg de
esta mezcla?
b) ¿Qué volumen ocuparán 38,5 g de oro si la densidad de este material es
de 19,25 g/cm3?
c) ¿Cuál será la masa de un trozo de vidrio que ocupa un volumen de 15
cm³, si la densidad del vidrio es de 2,5 g/cm3?
d) Una barra de un cierto metal tiene una masa de 156 g y ocupa un
volumen de 20 cm³, otra barra metálica que ocupa un volumen de 7 cm³
tiene una masa de 54,5 g. ¿Ambas barras son del mismo metal? Justifica.
e) Una bola metálica tiene una masa de 13,5 g. Si la introducimos en un
vaso con agua desplaza un volumen de agua de 5 cm3 ¿Cuál será su
densidad?
f) ¿Qué volumen ocuparan 300 g de una sustancia cuya densidad es
2,7g/cm3?
g) Calcula la masa de un bloque de cobre de densidad 7100 Kg/m3 si ocupa
un volumen de 300 cm3.
h) La densidad de una pintura es de 0,813 g7cm3. Un pintor tiene que cubrir
una pared de 7,50 m de largo por 2,70 m de alto con una capa de pintura
de 0,20mm. ¿Qué masa de pintura necesita? Expresar el resultado en kg.
i) La masa de un cubo de 3 cm de lado es de 100 g. ¿Cuál es la densidad
del cubo?
j) Sabiendo que la densidad del agua es de 1g/cm3 y la del aceite 0,7g/cm3.
Indica si son ciertas, las siguientes afirmaciones:
a) 1 cm3 de agua tiene una masa de 1 g.
b) 1 cm3de agua tiene igual masa que 1 cm3de aceite.
c) 1 cm3de aceite tiene una masa de 1 g.
k) Tenemos un Kg de paja y otro de Fe.
a) ¿Cuál de los dos tiene mayor masa?
b) ¿Cuál tendrá mayor V?
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c) ¿Cuál tendrá mayor d?
l) ¿Cuál será la masa de un trozo de hierro que tuviese las siguientes
dimensiones: 10 cm de largo, 8 cm de ancho y 10 cm de alto. La
densidad del hierro es 7900 Kg/m3.
m) Una barra de Aluminio tiene una sección cuadrada de 5x5 cm y una
longitud de 200 cm. ¿Cuál será su masa? Densidad del Al = 2,7g/cm3.
n) Una bola de Fe, cuya d es 7,9 g/ cm3, tiene un radio de 2 m. ¿Cuál será
su masa?
o) Un bloque de mármol pesa 102 gramos. Se introduce despacio en una
probeta graduada que contiene 56 centímetros cúbicos de agua; una vez
sumergido se leen 94 centímetros cúbicos en el nivel del agua, ¿Cuál es
el volumen del mármol en centímetros cúbicos? ¿Cuál es su densidad?
p) La masa de un vaso vacío es 368 g. Se miden, con una probeta
graduada, 150 cm3 de aceite de oliva y se vierten en el vaso; se pesa
éste con su contenido: 505 g. ¿Cuál es la densidad del aceite?
23. ¿Cuál o cuáles de las siguientes magnitudes no son magnitudes fundamentales en el
Sistema Internacional de medidas?
a) masa b) tiempo c) fuerza d)temperatura e)presión
24. Realiza los siguientes cambios de unidades:
a) 10 km/h a m/s =
b) 120 km/min a m/s =
c) 0,042 km/min a m/s =
d) 7 m/s a km/h =
25. Expresa las siguientes medidas en las unidades que se indican
a) 36 km/h en m/s =
b) 25 m/s en km/h =
c) 50 km/h en cm/min =
d) 1000 cm/día en m/s =
e) 85 g/cm3 en kg/m3 =
f) 3500 kg/m3 en g/cm3 =
g) 1200 mg/m3 en g/cm3 =
26. Escriba las siguientes magnitudes utilizando la simbología correcta.
Ejemplo: 1500 metros cuadrados 1500 m2
a) 2500 metros cúbicos por segundo
b) 25 kilómetros
c) 30 Newton
d) 250 miligramos
e) 480 gramos
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f) 3.5 kilogramos
27. Cuál de los siguientes móviles se mueve con mayor velocidad, el a) que se desplaza a 85
km/h o el b) que lo hace a 80m/s.
28. Unir con quien corresponda
Longitud 85 N
Masa 35 cm3
Tiempo 4 km.
Volumen 0,5 kg.
Fuerza 39 s
29. Indiquen si los siguientes cambios son físicos o químicos. Justifiquen su respuesta.
a. Derretir una barra de chocolate para hacer un submarino.
b. Cortar las verduras en pequeños trozos para hacer sopa.
c. En el depósito de chatarra se puede ver numerosos objetos oxidados.
d. Digerir los alimentos.
e. La abeja elaboran miel.
f. La tierra órbita alrededor del sol.
g. El hielo se funde cuando se lo saca de la heladera.
h. Las plantas de hoja verde realizan fotosíntesis.
30. En la construcción, el cemento debe ser hidratado con agua. A partir de esta combinación, la
mezcla se convierte en un producto maleable con buenas propiedades adherentes. Luego de
un tiempo, un endurecimiento progresivo dará al cemento sus características significativas
respecto a la dureza y a la resistencia.
Este proceso, ¿Es una transformación física o química? Justifiquen su respuesta.
31. En los siguientes grupos de expresiones relacionadas entre sí, se encuentra una “intrusa”.
En cada caso señale cuál es esa expresión y luego indique cuál es la relación que existe
entre las demás.
a) Oxidación del hierro – Fusión del cobre – Combustión de la leña – Fermentación de
la uva – fotosíntesis.
Expresión intrusa =………………………………………
Relación =……………………………………………………..
b) Descomposición del mármol – Rotura de un vidrio – Evaporación del agua –
Sublimación de la naftalina – Reflexión de la luz.
Expresión intrusa =………………………………………
Relación =……………………………………………………..