CAPITULOI_UNIDADESYCONVERSIONES_

Universidad Nacional de Piura Ciencia de los Materiales

Ingº. A. Fernández R. MSc.

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CONVERSION DE UNIDADES: UNIDADES DE MEDIDA – ANALISIS DIMENSIONAL:

1. Defina qué es factor de conversión

2. Diga cuáles son las unidades SI fundamentales importantes en la química. Así

como las unidades SI para expresar lo siguiente:

a) Longitud. b) Masa

c) Volumen d) Tiempo

e) Energía f) Temperatura.

3. Escribe los números representados por los siguientes prefijos:

a) mega- b) kilo- c) deci- d) mili-

e) nano- f) centi- g) micro- h) pico-

4. ¿Cuál de las dos masas es mayor, 2172 μg ó 0.00515 mg? Explíquelo.

5. ¿Cuál de las dos masas es mayor, 3257 mg ó 0.00475 kg? Explíquelo.

6. ¿Qué prefijo indica el multiplicador en cada uno de los siguientes números?

a) 1x 106

b) 1x 10-1

c) 0.01

d) 0,1

e) 0, 001

f) 1x 10-6

g) 1x 103

h) 1x 10-3

7. Indique el múltiplo o fracción de 10 por la que se debe multiplicar una cantidad

cuando está precedida de los siguientes prefijos:

a) M b) m c) c d) d e) k f) μ

8. En los siguientes ejercicios, elija todas las unidades que aparecen en

la lista que podrían utilizarse para expresar:

a) distancia o longitud, b) masa o peso, c) área, y d) volumen.

a) km b) ml c) mm2 d) dg e) m3 f) cm2

a) mg b) mm c) dl d) cm3 e) kg f) m2

9. Elija las unidades métricas o del sistema SI más adecuadas para

indicar las siguientes dimensiones. Indique un valor numérico

aproximado con cada caso cada conjunto de unidades. Ejemplo: una



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puerta normal tiene 6 pies y 8 pulgadas de altura (2 metros

aproximadamente). Justifique su respuesta en:

a) La longitud de una cancha de básquetbol

b) El interior de un automóvil “compacto”

c) El área del piso de su recámara

d) Su masa

EJERCICIOS NIVEL BÁSICO

TEMPERATURA: 1. Expresar las temperaturas en la escala indicada:

a) 105º F en grados Celsius

b) 0º F en grados Celsius

c) 300.0 K en grados Fahrenheit

d) 100.0º F en grados Kelvin

e) 20º F en grados Celsius

f) 425º F en grados Kelvin

g) –40.0º C en grados Fahrenheit

2. Efectúe las siguientes conversiones: a) 47.4°F a grados Celsius, b) -

273.15 °C (en teoría, la temperatura más baja posible) a grados

Fahrenheit

3. Las temperaturas máxima y mínima registradas en San Bernardino,

California, son 118 y 17 ºF, respectivamente. ¿Dé estas temperaturas en

la escala Celsius?

4. El mercurio se congela a -40ºC. ¿Cuál es el punto de congelación en

grados Fahrenheit y en grados Kelvin?

5. La temperatura de sublimación del hielo seco es de -109ºF. ¿Cuál es la

temperatura en grados centígrados y en grados Kelvin?

6. El oxígeno líquido hierve a -297.4ºF y se congela a -361ºF. Calcular estas

temperaturas en grados Ranking.

7. Los puntos de fusión de: Estaño, Zinc y Cadmio; son respectivamente

231.9ºC; 419.5ºC y 320.9ºC. Expresar estas temperaturas en ºK.

8. Venus, el segundo planeta más cercano al Sol, tiene una temperatura en

su superficie de 2103,7 × ºK. Convierta esta temperatura a °C y °F.



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9. ¿A qué temperatura la lectura numérica de un termómetro Celsius es igual

a la marcada en un termómetro Fahrenheit?

10. Los termómetros clínicos que comúnmente se utiliza en el hogar pueden

leer ± 0.1 °F, mientras que los del consultorio médico pueden tener una

exactitud de ± 0.1 °C. Exprese en grados Celsius el porcentaje de error

esperado, cuando se mide la temperatura corporal de una persona

(38.9°C) con cada uno de ellos.

11. La temperatura del hielo seco (temperatura de sublimación a presión) es

de -109ºF. Indique si esta temperatura es más caliente o fría que la

temperatura a que hierve el etano (-88ºC)

12. Deseamos graduar un termómetro en temperaturas Celsius y Fahrenheit.

En la escala Celsius la marca de temperatura más baja está a -15ºC, y la

marca de temperatura más alta está a 60 ºC. ¿Cuáles son las

temperaturas Fahrenheit equivalentes?

13. Los datos siguientes muestran la relación entre temperatura y distancia

sobre la superficie terrestre en un “día normal”. Llene los espacios en

blanco efectuando la conversión:

Pies Metros ºF ºC

1 000 __________ 56º ________

_______ 1.500 ________ 5º

10 000 __________ ________ -5º

________ 4.500 5º ________

20 000 __________ _________ 26º

________ 9 000 -47º ________

36 087 __________ _________ 56º

Haga una gráfica de pies vs. º F en una hoja de papel milimétrico.

Estime las temperaturas para las altitudes de 7500 pies y 40000 pies.

Grafique metros vs. º C en otra hoja. Compare ambas gráficas. ¿Son

similares? ¿Por qué?

CALOR: 1. El calor específico del mercurio es 0,138 J/g.ºC. exprese este valor en a)

cal/lib.ºF, b) kJ/g.ºC y c) J/g.K.



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2. Calcule la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de 25 g.

de agua de 10 º C. Exprese su respuesta en joules y en calorías.

3. ¿Cuánto calor se debe eliminar de 25 gramos de agua a 60º C para

disminuir su temperatura a 10 º C? Exprese su respuesta en joules y

calorías.

4. ¿Cuánto calor se necesita para elevar la temperatura de 25 gramos de

hierro de 10ºC a 40ºC. Si el calor específico del hierro es 0,444 J/g.ºC.

5. ¿Cuántas calorías se necesitan para calentar 100g de cobre desde 10ºC

hasta 100ºC, si su calor específico es 0.093 cal/gºC

6. Si se calienta una muestra de 25 g de una aleación hasta 100ºC

introduciéndose después en una cuba con 90 g de agua a 25,32ºC. La

temperatura del agua se eleva hasta un valor final de 27,18ºC.

Despreciando la pérdida del calor medio y la capacidad calorífica de la

cuba, ¡Cuál es el calor específico de la aleación?

7. Si 150 gramos de agua líquida a 100 º C se mezclan con 250 gramos de

agua a 10.0º C en un recipiente aislado, ¿cuál será la temperatura final de

la mezcla?

8. En un recipiente aislado se colocan 150 gramos de hierro a 100,00º C en

250 g de agua a 10 º C y se permiten que ambos alcancen la misma

temperatura, ¿cuál será ésta? El calor especifico del hierro es 0,444

J/g.ºC.

9. Calcule la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 106 g

de mercurio de 10,0 º C a 75,0 º C. El calor específico del mercurio es

0,138 J/g.ºC. El mercurio, conocido tan bien como plata líquida, es un

metal líquido a temperatura ambiente.

10. Calcule la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 106

g de agua de 10º C a 75 º C

11. ¿Cuánta agua a 80.0º C se debe mezclar en un recipiente aislado con

1.00 litro de agua a 15,0 º C, para que la temperatura de la mezcla sea de

30.0º C?

12. ¿Qué cantidad de hierro a 200.0º C se debe colocar en 200,0 mL de agua

a 20,0º C, si se desea que la temperatura de ambos sea 30,0º C?

Considere que no se desprende calor al ambiente.



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13. Si 75,0 gramos de metal a 75º C se agregan a 150 gramos de agua a

15ºC, la temperatura del agua se eleva a 18,3º C. Considerando que no se

desprende calor al ambiente, ¿cuál es el calor específico del metal?

DENSIDAD – GRAVEDAD ESPECÍFICA: 1. En un libro de consulta de Ingeniería, se encuentra que la densidad del

hierro es 0,284 lb. /in. ¿Cuál es la densidad en g/cm?

2. Una pieza de cromo de 13.5 centímetros cúbicos tiene una masa de 97.2

gramos. ¿Cuál es su densidad?

3. La densidad del aluminio es 2,70 g/cm 3. Un trozo cuadrado de lámina de

aluminio, de 9 pulg. de lado, pesa 2,568 g. ¿Cuál es el espesor de esta

lámina en milímetros?

4. ¿Cuál es la masa de 13,5 cm3 de mercurio? Densidad =13,6 g/cm3.

5. Tomando como referencia la siguiente tabla, calcule la masa de 25,0 mL

de las siguientes sustancias a temperatura ambiente y a una atmósfera de

presión:

a) Hidrógeno b)Dióxido de carbono c)Alcohol etílico d) Aluminio e) Oro.

6. Tomando como referencia la tabla 1, de una muestra de 20 mL de los

siguientes materiales, ¿Cuál tendrá mayor masa: Hidrógeno, arena y oro.

7. Tomando como referencia la tabla 1, de una muestra de 20.0 g de los

siguientes materiales, ¿Cuál tendrá menor volumen: corcho, sal de mesa,

plomo. La gravedad específica del alcohol etílico es 0.79. ¿Qué volumen

de alcohol tendrá la misma masa que 23 mL. de agua?

8. ¿Cuál es la gravedad específica de un líquido si 325 mL. del líquido tienen

la misma masa que 405 cm3 de agua?

9. Un pedazo de cobre se coloca en una probeta que contiene agua. El

volumen total aumenta 17,43 ml. ¿Cuál es la masa del pedazo de cobre?

(Densidad del cobre = 8,92g/cm3.)

10. ¿Qué volumen ocupan 279 gramos de aluminio ¿ (Gravedad específica =

2,70)

11. La gravedad específica del oro es de 19.3. ¿Cuál de las siguientes

cantidades contiene la mayor masa de oro? 0.50 libra, 0.25 kilogramo o 25

mililitros.



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12. La gravedad específica de la sal de mesa 2,16 ¿Cuál de las siguientes

cantidades ocupa mayor volumen? 0,50 libra, 0,25 kilogramo o 0,025

litros.

13. Indique el volumen de una barra de hierro que tiene 4,72 cm de largo, 3.19

cm. de ancho y 0,52 cm. de grueso. Su masa es de 61.5 gramos.

14. Calcule la densidad del hierro utilizando los datos del ejercicio anterior,

compare el resultado con el valor de la tabla 1 y explique cualquier

diferencia.

15. La densidad del oro es 19.3 g/cm3. Suponga que alguien está dispuesto a

regalarle un cubo de 1 galón lleno de oro si lo puede llevar en un viaje

espacial. ¿Podría aceptarlo?

16. La densidad del oro es 19.3 g/cm3. Calcule el volumen de 100 lbs de oro

en cm3

17. Considerando que esta muestra de oro es un cubo perfecto, ¿cuál será la

longitud de cada lado del cubo en pulgadas?

18. .Se emplea plomo caliente para sellar las juntas de una tubería metálica

de alcantarillado. Tomando como referencia la tabla 1 ¿Qué volumen de

plomo sólido, en galones, tendría la misma masa que 1.00 galón de oro?

19. ¿Cuál de las siguientes cantidades tienen mayor masa? 57.3 mL de

mercurio, 772 mL de H2O, 67.1 cm3 de plomo, 40.1 mL de oro.

20. Calcular la densidad en g/cm³ de:

a) Granito, si una pieza rectangular de 0,05x 0,1x 0,23 m3, tiene una masa

de 3,22 Kg.

b) Leche, si 2 litros tienen una masa de 2,06 Kg.

c) Cemento, una pieza rectangular de 2x2x9cm3, tiene una masa de 108g.

d) Nafta, si 9 litros tienen una masa de 6.120 g.

e) Marfil, una pieza rectangular de 23 x 15 x 15,5 cm3, con masa de 10,22

Kg.

21. Calcular el volumen de:

a) 3,37 g de cloruro de calcio si la densidad es de 2,15 g/cm³.

b) 40,5 g de silicato de cromo si la densidad es de 5,5 g/cm³.

c) 2,13 kg de estaño si la densidad es de 7,28 g/cm³.

d) 12,5 g de hierro si la densidad es de 7,87 g/cm³.

e) 706 g de sulfato de cerio si la densidad es de 3,17 g/cm³.

f) 32,9 g de magnesio si la densidad es de 1,74 g/cm³.



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22. El litio es el metal menos denso conocido (densidad: 0.53 cm3). ¿Cuál es

el volumen que ocupan 1.20x103 de litio?

23. Una esfera de plomo tiene una masa de 1.20x104 y su volumen es de

1.05x103 cm3. Calcule la densidad del plomo.

24. Para la determinación de la densidad de una barra metálica rectangular,

un estudiante hizo las siguientes mediciones: longitud, 8.53 cm; ancho, 2.4

cm; altura, 1.0 cm; masa, 52.7064 g. Calcule la densidad del metal con el

número correcto de cifras significativas

a) UNIDADES DE MEDIDA: 1. Exprese el diámetro de su cintura en a) centímetros, b) metros

2. La capacidad del tanque de gasolina de un automóvil es de 18

galones. ¿Cuál es su capacidad en litros?

3. Expresar:

a) 1.00 galón en cm3

b) 8.00 pulgadas cúbicas en mililitros

c) 4.25 yardas cúbicas en mililitros 1.00 litro en pulgadas cúbicas

d) 1.00 pinta en mililitros

e) 1.00 pie cuadrado en centímetros cuadrados

f) 1.00 pulgada cúbica en centímetros cúbicos

g) 1.00 metro cúbico en pies cúbicos.

4. Llene el espacio efectuando la conversión que se indica:

a) 7.58m = _____________ km

b) 758cm = _____________ m

c) 478kg = _____________ g

d) 9.78g = _____________ kg

e) 1386 L = _____________ ml

f) 3.692ml = _____________ L

g) 1126L = _____________ cm3

h) 0.786cm3 = _____________ L

5. Qué cantidad es un cuarto de milla expresado en metros?

6. Exprese 1.27 pies en milímetros, centímetros, metros y kilómetros

7. Exprese 65 millas por hora en kilómetros por hora

8. En el año 2000 se produjeron 95.4 miles de millones de libras de ácido

sulfúrico en Estados Unidos. Convierta esta cantidad a toneladas.



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9. Una persona que mide 6.0 pies pesa 168 lb. Expresa la altura de esta

persona en metros y el peso en kilogramos. (1 lb = 453.6 g; 1m = 3.28

pies.)

10. La velocidad límite de algunos estados de los E.E.U.U. es de 55 millas

por hora ¿Cuál es la velocidad límite en kilómetros por hora? (1mi = 1

609 m.)

11. Efectúe las siguientes conversiones:

a) 22.6 m. a decímetros. c) 25.4 mg. a kilogramos

b) 242 lb a miligramos. d) 68.3 3cm a metros cúbicos.

12. ¿Cuántos segundos hay en un año solar (365.24 días)?

13. Efectúe las siguientes conversiones: a) 1.42 años luz a millas (una año

luz es una medida astronómica de distancia, es la distancia que recorre

la luz en un año o 365 días, la velocidad de la luz es 3.00x108m/s), b)

32.4 yardas a centímetros, c) 3.0x1010cm/s a pies/s.

14. El aluminio es un metal ligero (densidad = 270 g/cm3) que se utiliza en

la construcción de aviones, líneas de transmisión de alto voltaje, latas

para bebidas y papel aluminio. ¿Cuál es su densidad en Km/m3?

15. Bajo ciertas condiciones, la densidad del amoniaco gaseoso es de

0.625 g/L. Calcular su densidad en g/cm3.

16. Un corredor a trote recorre una milla a 13 min. Calcule la velocidad en

a) pulgadas/s, b) m/min, c) km/h. (1 mi = 1 609m; 1 pulgada = 2.54 cm.)

17. La velocidad del sonido en el aire a la temperatura ambiente es de

aproximadamente 343 m/s .Calcule esta velocidad en millas por hora.

18. Si el precio de la gasolina es de $ 0.326 por litro, ¿cuánto costará el

galón?

19. Si el precio de la gasolina es de $ 1.34 por galón, ¿cuánto valdrá el

litro?

20. Exprese las siguientes masas y pesos en gramos y kilogramos:

a) 1.00 x 106 centigramos

b) 4.25 x 105 miligramos

c) 3.0 onzas

d) 4.00 libras

e) 2.35 libras

f) 1.00 onza



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g) 1.00 ton corta

h) 105 libras en kilogramos

i) 105 kilogramos en libras

j) 8.00 onzas en centigramos

21. Un atleta profesional tiene una estatura de 216 centímetros y una masa

de 95 kilogramos. Qué supone que juega: ¿básquetbol o fútbol? ¿Por

qué?

22. Una unidad utilizada en hípica, que no es SI, es la mano, que tiene 4

pulgadas (in) ¿Cuál es la altura, en metros, de un caballo, que mide 15

manos de altura? (in=2,54 cm).

23. La unidad de estadio se utiliza en carreras de caballos. Las unidades

cadena y eslabón se utilizan en agrimensura (arte de medir tierras).

Hay exactamente 8 estadios en 1 milla, 10 cadenas en un estadio y

100 eslabones en 1 cadena. ¿Cuál es la longitud de 1 eslabón

expresada en pulgadas y con tres cifras significativas?

24. Para que un jet despegue de la plataforma de un portaaviones, debe

alcanzar una velocidad de 62 m/s. Calcule la velocidad en millas por

hora (mph)

25. Él área de un terreno en unidades SI se mide en hectáreas definida

como 1x10 4 m 2 (1 hectómetro = 100 m). ¿Cuántos acres

corresponden a una hectárea? (1 mi 2 = 640 acres, 1 mi = 5280 ft y 1 ft

= 12 in.).

26. El record mundial (de 1997) en la carrera de una milla para hombres es

de 3 min. 44.39s. A esta velocidad, ¿cuánto tomaría recorrer una pista

de 1 500 m? (1 ml = 1 609m.)

27. Una presión habitual para el funcionamiento óptimo de las ruedas de

automóvil es 32 lb. /in 2. ¿Cuál es el valor de esta presión expresada en

gramos por centímetro cuadrado y en kilogramos por metro cuadrado?

28. El volumen de un glóbulo rojo de la sangre es aproximadamente

90x10-12 cm3. Suponiendo que los glóbulos rojos de la sangre son

esféricos. ¿Cuál es el diámetro de un glóbulo rojo, en pulgadas?

b) COMPOSICION PORCENTUAL:



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1. Calcular la composición centesimal de una muestra de granito,

sabiendo que está formado por: feldespato 2 g, cuarzo 3,5 g y mica 1,6

g.

2. En una clase de 76 estudiantes los resultados de un determinado

examen fueron: 9 con calificación A, 21 con calificación B, 36 con

calificación C, 8 con calificación D y 2 con calificación E. ¿Cuál fue la

distribución de notas expresada en tantos por ciento, es decir,

porcentaje de A, porcentaje de B, y así sucesivamente?

3. Una clase de 84 estudiantes tuvo una distribución final de notas de: 18

% A, 25 % B, 32 % C, 13 % D, 12 % E. ¿Cuántos estudiantes

recibieron cada calificación?

4. Una disolución acuosa que contiene 28,0 por ciento en masa de

sacarosa, tiene una densidad de 1,118 g/mL. ¿Qué masa de sacarosa,

en gramos, está contenida en 2,75 L de esta disolución?

5. Una disolución acuosa que contiene 12,0 por ciento en masa de

hidróxido de sodio, con densidad de 1,131 g/mL. ¿Qué volumen, en

litros, de esta disolución, debe utilizarse si se necesitan 3,50 kg de

hidróxido de sodio?

6. Se emplea una solución de ácido clorhídrico (ácido muriático) para

quitar el exceso de cemento de una pared nueva de azulejo. La

densidad de la solución de ácido clorhídrico es 1.18 g/ml. El porcentaje

de masa de HCl es 35.4 % y de H2O es 64.6%.125 gramos de esta

solución contienen _________ gramos de HCl y ________ gramos de

H2O. 125 ml de esta solución contienen _________ gramos de HCl y

________ gramos de H2O. ¿qué volumen de la solución de ácido

clorhídrico tiene la misma masa que 125 mL. de una solución con

densidad de 1.23 g/mL?

7. La abundancia de los elementos naturales en el cuerpo humano,

expresada como porcentaje en masa, es oxígeno (O) 65%; carbono (C)

18%; hidrógeno (H) 10%; nitrógeno (N) 3%; calcio (Ca) 1.6%; fósforo

(P) 1.2%¸ los otros elementos constituyen el 1.2%. Calcule la masa en

gr de cada elemento en el cuerpo de una persona de 62 Kg.

8. La capa externa más delgada de la Tierra, denominada corteza,

contiene sólo el 0.50% de la masa total de la Tierra y aun así es la

fuente de casi todos los elementos (la atmósfera proporciona



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elementos como oxígeno, nitrógeno y algunos otros gases). El silicio

(Si) es el segundo elemento más abundante de la corteza terrestre

(27.2% en masa). Calcule la masa de corteza terrestre. (La masa de la

Tierra es de 21109.5 × toneladas, 1 ton = 2 000 lb; 1 lb = 453.6g.)

9. Una solución acuosa cuyo porcentaje de ácido nítrico en masa de

70.0% tiene gravedad específica de 1.40. ¿Qué volumen de la solución

contiene: a) 100 gramos de solución, b) 100gramos de ácido nítrico

puro, c) 100 gramos de agua? ¿Qué masa de agua y de ácido nítrico

puro contiene 100 mililitros de solución?

c) CALCULOS: 1. En un punto dado de su órbita, la Luna se encuentra a 240 000 millas

de la Tierra. ¿Cuánto tardaría la luz emitida por una fuente en la tierra

en llegar a un reflector en la Luna y regresar a su origen? La velocidad

de la luz es de 3.00 x 108 m/s.

2. El precio del oro el 15 de abril del 2000 fue de 282 dólares por onza

¿Cuánto costó 1.00 g de oro ese día? (1 onza = 28.4 g.)

3. Una hoja de papel de aluminio (Al) tiene un área total de 1.000 pies2 y

una masa de 3.636 g. ¿Cuál es el grosor del papel en milímetros?

(Densidad del Al = 2.699 g/cm3.)

4. El área de la superficie y la profundidad promedio del océano Pacífico

son de 1.8x108Km2 y 3.9x103m, respectivamente. Calcule el volumen

de agua (en litros) del océano.

5. ¿Cuántos minutos tarda la luz solar en llegar a la tierra? (La distancia

del Sol a la Tierra es de 93 millones de millas, la velocidad de la luz es

de 3.00x108m/s.)

6. Calcule la masa de:

a) Una esfera de oro de 10 cm de radio [el volumen de una esfera de

radio r es V= (4/3) 3rπ ; la densidad del oro es de 19.3 g/cm3 ]

b) Un cubo de platino de 0.04 mm de lado (la densidad del platino es

de 21.4 g/cm3 )

c) 50 mL de etanol (densidad = 0.798 g/mL).

7. Se ha estimado que la explotación de oro (Au) asciende a 8.0x104

toneladas. Suponga un costo para el oro de 350 dólares por onza,

¿Cuál es el valor total del oro?



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8. El radio de un átomo de aluminio es de 1.43 Å. ¿Cuántos átomos de

aluminio se tendrían que colocar uno junto a otro para formar una fila

de 1.00 pulgada de longitud? Suponga que el átomo de aluminio es

esférico.

9. Los átomos de Cesio son los más grandes que existen en forma

natural. El diámetro de un átomo de Cesio es de 5.24 Å. Si 1.0 x 10 9

átomos se colocan uno junto a otro, ¿de qué tamaño será la fila que

forme? Suponga que los átomos son esféricos.

10. Un corredor alcanza la línea de 100 yardas en 9.3 s. A esta misma

velocidad. Calcular:

a) ¿Cuánto tarda este corredor en recorrer 100,0 m)

b) ¿Cuál es la velocidad del corredor en metros por segundo?

c) ¿Cuánto tiempo tardará en recorrer una distancia de 1.45 Km?

11. Se corta una barra cilíndrica de acero, de diámetro 1,50 in. y se obtiene

una masa de un kilogramo estándar. La densidad del acero es 7,70

g/cm3. ¿Cuántas pulgadas de longitud debe tener este trozo de barra?

EJERCICIOS NIVEL INTERMEDIO

DENSIDAD: 1. Cierto picnómetro cuando está vacio y seco pesa 25.296 g. Cuando se

llena con agua pesa 34.914 g a 25ºC. Cuando se llena de un líquido de

composición desconocida el picnómetro y su contenido pesa 33.485 g a

25ºC (densidad del agua es 0.997 g/cm3). Calcular la densidad del líquido

desconocido.

2. Para determinar la densidad de la acetona, se pesa dos veces un bidón de

55,0 gal. Este bidón pesa 75,0 lb. cuando está vacío. Cuando se llena con

acetona el bidón pesa 437,5 lb. ¿Cuál es la densidad de la acetona

expresada en gramos por mililitro?

3. Para determinar el volumen de un recipiente de vidrio de forma irregular, el

recipiente se pesa vacío (121,3 g) y lleno de CCl4 (283,2 g). ¿Cuál es la

capacidad, en mililitros, de este recipiente, dado que la densidad del

tetracloruro de carbono es 1,59 g/mL?



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4. Un tubo cilíndrico de vidrio de 12.7 cm de largo se llena con mercurio. La

masa del mercurio necesaria para llenar el tubo es de 105.5 g. Calcule el

diámetro interno del tubo. (La densidad del mercurio es de 13.6 g/mL.)

5. Se empleó el siguiente procedimiento para determinar el volumen de un

matraz. El matraz seco se pesó y después se lleno con agua .Las masas

del matraz vacío y lleno fueron 56.12 g y 87.39 g, respectivamente, y la

densidad del agua es de 0.9976 3/ cmg , calcule el volumen del matraz en 3cm

6. Un trozo de plata (Ag) metálica que pesa 194.3 g se coloca en una

probeta que contiene 242.0 mL de agua. La lectura en la probeta es ahora

de 260.5 ml. Calcule la densidad de la plata con estos datos.

7. A un estudiante se le da un crisol y se le pide demostrar si está hecho de

platino puro. La estudiante primero pesa el crisol en aire y luego lo pesa

suspendido en agua (densidad de agua 0.9986 g/mL). Las lecturas de las

pesadas son 860.2 g y 820.2 g, respectivamente. Con base en estas

mediciones, y dado que la densidad del platino es de 21.45 3/ cmg , ¿a

qué conclusión llegaría? (sugerencia: un objeto suspendido en un fluido se

mantiene a flote por la masa del fluido desplazada por el objeto. Deprecie

la presión por flotación del aire)

8. El osmio (Os) es el elemento más denso que se conoce (densidad = 22.573/ cmg ). Calcule la masa en lb y en Kg de una esfera de Os de 15cm de

diámetro (aprox. el tamaño de una uva).

9. La unidad “onza troy” se usa a menudo para metales preciosos como el

oro (Au) y el platino (Pt). (1 onza troy = 31.103 g).

a) Una moneda de oro pesa 2.41 onzas troy. Calcular masa en gramos.

b) ¿Una onza troy es más pesada o más ligera que una onza? (1 lb = 16

oz; 1 lb = 453.6 g.)

10. Las siguientes densidades se dan a 20 °C: agua, 0,998 g/cm 3 , para el

hierro 7,86 g/cm 3 y para el aluminio 2,70 g/cm 3. Clasifique los siguientes

objetos en orden de masa creciente.

a) Una barra rectangular de hierro, de 81,5 cm. x 2,1 cm. x 1,6 cm.

b) Una lámina de aluminio de 12,12 m x 3,62 m x 0,003 cm.

c) 4,051 L de agua.



14

CONVERSION DE UNIDADES: 1. Una unidad de masa que no es SI, utilizada en farmacia, es el grano

(gr) y sabemos que el equivalente es: 15 gr=10 g. Una tableta de

aspirina contiene 5,0 g. de aspirina. Un paciente artrítico de 155 lb. de

peso toma dos tabletas de aspirina diarias.

a) ¿Qué cantidad de aspirina, expresada en miligramos, hay en las

dos tabletas?

b) ¿Cuál es la dosis de aspirina en miligramos/kilo de peso?

c) Con esta dosis diaria de tabletas de aspirina, ¿cuántos días tardará

en consumir 1.0 lb. de aspirina?

2. El contenido “normal” de plomo en la sangre humana es de

aproximadamente 0.40 ppm (0.40 g de plomo por millón gramos de

sangre). Un valor de 0.80 ppm se considera peligroso. ¿Cuántos g de

plomo están contenidos en 6x103 g de sangre (la cantidad en el adulto

promedio) si el contenido de plomo es 0.62 ppm?

3. La calcopirita, el principal mineral de cobre (Cu), contiene 34.63 por

ciento de Cu en masa. ¿Cuántos gramos de Cu pueden obtenerse de

5.11x103 Kg del mineral?

4. En la sangre normal hay aproximadamente 5,4 X 109 glóbulos rojos por

mililitro. El volumen de un glóbulo rojo es aproximadamente 90 x 10 -12

cm 3, y la densidad de un glóbulo rojo es 1,096 g/mL. ¿Cuántos litros

de sangre completa serían necesarios para obtener 0,5 Kg., de

glóbulos rojos?

5. El volumen total del agua de mar es 1.5x1021 L. Suponga que esta

agua contiene 3.1 por ciento en masa de cloruro de sodio y su

densidad es de 1.03 g/ml. Calcule la masa total de cloruro de sodio en

kilogramos y en toneladas (1 ton = 2000 lb; 1lb = 453.6 g.)

6. El magnesio (Mg) es un metal valioso que se utiliza en aleaciones, en

las baterías y en la fabricación de reactivos químicos. Se obtiene

principalmente del agua de mar, que contiene 1.3 g de Mg / kg de agua

de mar. Calcule el agua de mar (en litros) necesario para extraer

8.0x104 ton de Mg (producción anual del metal en E.E.U.U).

7. Un volumen de 1.0 mL de agua de mar contiene aprox. 4.0x10-12 g de

oro. El volumen del agua del océano es de 1.5x1021 L. Calcule la

cantidad total de oro (en gramos) que hay en el agua de mar, así como



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el valor del oro en dólares. ¿Con tanto oro que hay en el océano, por

qué nadie se ha hecho rico explotando de ahí?

8. Una disolución utilizada para clorar una piscina contiene un 8 por

ciento en masa de cloro. Un nivel de cloro ideal para la piscina es una

parte por millón (1 ppm). (Piense que 1 ppm significa 1 g de cloro por 1

millón de gramos de agua). Si se suponen densidades de 1,10 g/mL.

para la disolución de cloro y 1,00 g/mL. para el agua de la piscina,

¿qué volumen, en litros, de disolución de cloro, se necesita para

conseguir un nivel de cloro de 1 ppm en una piscina de 18 000 galones

de capacidad?

9. El volumen de agua de mar en la Tierra es aprox. 330000000 mi 3. Si el

agua de mar tiene un 3,5 por ciento en masa de cloruro de sodio y una

densidad de 1,03 g/mL, ¿Cuál es la masa aproximada de cloruro de

sodio, expresada en toneladas, disuelta en el agua de mar en la

Tierra? (1 ton = 2000 lb.).

10. Suponiendo que el diámetro del átomo de un elemento es de 28 μm:

a) ¿cuántos átomos de dicho elemento, puestos uno a continuación de

otro, formarán una línea de 1 cm de longitud?

b) ¿cuántos átomos, puestos uno en contacto con otro, cubrirán una

superficie de 1 cm²?

c) ¿cuántos átomos, puestos uno en contacto con otro, ocuparán un

volumen de 1 cm³?

11. Las mediciones muestran que 1.0 g de hierro (Fe) contiene

1.1x1022átomos de Fe. ¿Cuántos átomos de Fe hay en 4.9 g de Fe y

cuál es la cantidad total de hierro en el cuerpo de una adulto

promedio?

12. El diámetro del alambre metálico, a menudo se especifica por su

número de calibrado de alambre americano. Un alambre de calibre 16

tiene un diámetro de 0,05082 in. Calcular la longitud de alambre, en

metros, que hay en un carrete de 1 lb. de alambre de cobre de calibre

16? La densidad del cobre es 8,92 g/cm 3.

13. El metal magnesia, puede extraerse del agua de mar mediante el

proceso DOW. EL magnesio se encuentra en el agua de mar en una

proporción de 1,4 g de magnesio por kilogramo de agua de mar. La

producción anual de magnesio en los E.E.U.U. es 10 toneladas. Si todo



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este magnesio fuera extraído del agua de mar, ¿qué volumen de agua

de mar, en metros cúbicos, tendría que emplearse? (1 ton 2000 lb.).

La densidad del agua de mar es de 1,025 g/mL.

14. Una velocidad típica de depósito del polvo del aire no contaminado es

de 10 toneladas/ milla cuadrada por mes. Calcular:

(a) ¿Cuál es la lluvia de polvo, expresada en miligramos/ m2 h?

(b) Si el polvo tiene una densidad media de 2 g/cm 3 ¿Cuánto tiempo

tardaría en acumularse una capa de polvo de 1 mm. de espesor?

10. El volumen de agua de regadío se expresa en acres-pie. Un acre-pie

es un volumen de agua suficiente para cubrir un acre de tierra con una

altura de agua de 1 ft. (64 acres = 1 mi 2; 1 mi = 5280 ft). El principal

lago del Proyecto Hidrológico de California es el lago Oroville, cuya

capacidad de almacenamiento de agua es de 3,54 X 10 6 acres-pie.

Exprese el volumen del lago Oroville en:

(a) pies cúbicos

(b) metros cúbicos

(c) galones.

11. En este problema muestra una probeta de 100 mL medio llena con

8,0g. de tierra de diatomeas, un material que consta fundamentalmente

de sílice y se usa como un medio filtrante en las piscinas. ¿Cuántos mL

de agua se requieren para llenar la probeta hasta la marca de 100,0

mL?. La tierra de diatomeas es insoluble en agua y tiene una densidad

de 2,2 g/cm 3.

EJERCICIOS NIVEL AVANZADO

DENSIDAD:

1. Para determinar la masa aproximada de un pequeño perdigón de cobre se

ha llevado a cabo el siguiente experimento: Se cuentan 125 perdigones y

se añaden a 8,4 mL de agua en una probeta; el volumen total es ahora de

8,9 mL. La densidad del cobre es 8,92 g/cm 3. Determine la masa

aproximada de un perdigón suponiendo que todos tienen las mismas

dimensiones.



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2. El dibujo presentado a continuación representa un ángulo de hierro, hecho

con acero de densidad 7,18 g/cm 3. ¿Cuál es la masa en gramos, de este

objeto?

3. Una técnica utilizada en su momento por los geólogos para medir la

densidad de un mineral consiste en mezclar dos líquidos densos en la

proporción necesaria para que flote el grano del mineral. Cuando se

coloca una muestra de la mezcla en la que flota el mineral calcita en una

botella de densidad adecuada, el peso es 15,4448. La botella vacía pesa

12,4631g. y cuando está llena de agua, pesa 13,5441 g. ¿Cuál es la

densidad de la muestra de calcita? (Todas las medidas se realizan a 25

°C, y la densidad del agua a 25 °C es 0,9979 g/mL).

4. Este sencillo dispositivo dibujado a continuación es un picnómetro y se

utiliza para una determinación precisa de la densidad. A partir de los datos

presentados a continuación y de la densidad del agua a 20 °C (0,99821

g/mL), determine la densidad del metanol, en gramos por mililitro.

5. Un picnómetro (véase el Ejercicio 83) pesa 25,60 g vacío y 35,55 g

cuando se llena con agua a 20 °C. La densidad del agua a 20 °C es

0,9982 g/mL. Cuando se introducen 10,20 g de plomo en el picnómetro y

1,35

12,78

2,75

1,35

10,26

Vacío 25,601g. Lleno con agua a:

20ºC; 35,552g

Lleno con la sustancia a 20ºC; 33,490g



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éste se llena con agua a 20 °C, la masa total es 44,83 ¿Cuál es la

densidad del plomo, en gramos por centímetro cúbico?

CONVERSION DE UNIDADES: 1. En el distrito regional de Vancouver, se clora el agua potable de la

región en una proporción de 1 ppm. es decir, 1 kilogramo de cloro por

millón de kilogramos de agua. El cloro se añade en forma de hipoclorito

de sodio, que tiene 47,62% de cloro. La población de este distrito es

1,8 millones de personas. Si cada persona utiliza 750 L de agua por

día, ¿cuántos kilogramos de hipoclorito de sodio deben añadirse al

agua cada semana para tener el nivel requerido de cloro de 1 ppm?

2. Un Boeing 767 debe repostar para volar desde Montreal a Edmonton.

Puesto que el instrumento de calibrado de combustible del avión no

funcionaba, un mecánico utilizó una varilla para determinar el

combustible que quedaba en el avión y fue de 7682 L. El avión

necesitaba 22 300 Kg. de combustible para el viaje. Para determinar el

volumen necesario de combustible, el piloto preguntó el factor de

conversión necesario para convertir un volumen de combustible en una

masa de combustible. El mecánico dio el factor de 1,77. Suponiendo

que este factor estaba en unidades métricas (Kg./L), el piloto calculó

que el volumen que debía añadirse era 4916 L y añadió este volumen.

Como consecuencia, el 767 agotó el combustible pero hizo un

aterrizaje forzoso sin motor en el aeropuerto de Gimli cerca de

Winnipeg. El error se debió a que el factor 1,77 estaba en unidades de

libras por litro. ¿Qué volumen de combustible debería haberse

añadido?

3. Haga un esquema de la ordenación de los átomos o moléculas en las

siguientes sustancias. El esquema puede ser en dos dimensiones y

debería incluir al menos 10 partículas (átomos o moléculas). Los

átomos se deben representar por un círculo y distanciar los átomos

diferentes por el color o sombreado.

a) Una muestra de oxígeno puro gas (moléculas de 0 2 ).

b) Una muestra de cobre sólido (átomos de cobre).

c) Una muestra de amoníaco líquido (moléculas de NH 3).

d) Una mezcla heterogénea formada por agua líquida (moléculas de

H20) y cobre sólido.



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e) Una mezcla homogénea de oxígeno (moléculas de O 2) disuelto en

agua líquida.

4. La siguiente ecuación puede utilizarse para calcular la densidad del

agua líquida a una temperatura Celsius en el intervalo desde 0ºC hasta

aproximadamente 20 ºC:

)10688.1(1)10987.7()106945.1(99984.0)/( 2

2623

txtxtxcmgd −

−−

+−+

=

(a) Determine la densidad del agua a 10 °C con cuatro cifras

significativas.

(b) ¿A qué temperatura tiene el agua una densidad de 0,99860 g/cm 3?

(c) Demuestre mediante tres fórmulas diferentes qué densidad pasa a

través de un máximo en algún punto en el intervalo de temperatura

donde se aplica la ecuación.

(i) Por estimación.

(ii) Por un método gráfico.

(iii) Por un método basado en un cálculo diferencial.

5. La vainillina (utilizada para dar sabor a los helados y otros alimentos)

es una sustancia cuyo aroma lo detecta el ser humano en cantidades

muy pequeñas. El límite umbral es de 2.0x10-11g por litro de aire. Si el

precio actual de 50g de vainillina es de 112 dólares, determine el costo

para que el aroma de la vainillina pueda detectarse en un hangar para

aeronaves cuyo volumen es de 5.0x107 pies3.

6. Un adulto en reposo necesita aproximadamente 240 mL de oxígeno

puro/min y tiene una frecuencia respiratoria de 12 veces minutos. Si el

aire inhalado contiene 20% de oxígeno en volumen y el aire exhalado

16%, ¿Cuál es el volumen de aire por respiración? (Suponga que el

volumen de aire inhalado es igual al aire exhalado). Calcule el volumen

total (en litros) del aire que respira por día un adulto. b) En una ciudad

con tráfico, el aire contiene 2.1x105 L de monóxido de carbono (un gas

venenoso) por litro. Calcule la ingestión diaria promedio (en litros) de

monóxido de carbono de una persona.

7. El diámetro de un átomo de cobre (Cu) es aproximadamente 1.3 x 10-12

m. ¿Cuántas veces se puede dividir una pieza de 10 cm. de alambre

de cobre hasta que se reduzca a dos átomos de cobre? (Suponga que

existen herramientas apropiadas para este procedimiento y que los



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átomos de cobre están en contacto entre sí formando una hilera en

línea recta. Redondee la respuesta a un entero.)

8. Un galón de gasolina en un motor de automóvil produce en promedio

9.5 Kg. de dióxido de carbono, que es un gas de invernadero, es decir,

promueve el calentamiento de la atmósfera terrestre. Calcule la

producción anual de este gas, en kilogramos, si existen 40 millones

de automóviles en Estados Unidos, y cada uno cubre una distancia de

5 000 mi con una velocidad de consumo de 20 millas por galón.

9. El cloro se utiliza para desinfectar albercas. La concentración aceptada

para este fin es de 1 ppm. de cloro o 1 g de cloro por millón de gramos

de agua. Calcule el volumen (en mL.) de una solución de cloro que

deberá añadir la propietaria de una alberca si la solución tiene 6.0% de

cloro en masa y la alberca tiene 2.0 x 104 galones de agua (1 galón =

3.79 L; la densidad de los líquidos = 1.0 g/mL.)

10. Para conservar el agua, los químicos aplican una delgada película de

cierto material inerte sobre la superficie del agua para disminuir su

velocidad de evaporación. Esta técnica fue introducida hace tres siglos

por Benjamín Franklin, quien encontró que 0.10 mL de aceite podría

extenderse cubriendo una superficie de 40 m2 de agua. Suponiendo

que el aceite forma una monocapa, es decir, una capa cuyo grosor es

de una molécula, determina la longitud en nanómetros de cuya

molécula de aceite. (1 nm = 1 x 10-9 m.)

11. Las feromonas son compuestos secretados por las hembras de

muchas especies de insectos para atraer a los machos. Típicamente, 8100.1 −× g de una feromona es suficiente para llegar a todos los

insectos macho blanco dentro de un radio de 0.50 mi. Calcule la

densidad de la feromona (en g/L) en un especio cilíndrico de aire con

un radio de 0.50 mL y de altura de 40 ft.

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