1.Efectúe las siguientes operaciones como si fueran cálculos de resultados experimentales, y exprese cada respuesta en las unidades correctas y con el número correcto de cifras significativas. a. 7.310 km /5.70 km b. (3.26 X 10 3 mg) - (7.88 X 10 -5 mg) c. (4.02 X 10 6 dm) + (7.74 X 10 7 dm) 2. Efectúe las siguientes conversiones: a) 22.6 m a decímetros, b) 25.4 mg a kilogramos. 3. Efectúe las siguientes conversiones: á) 242 Ib a miligramos,b) 68.3 cm 3 a metros cúbicos. 4. 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.) 5. ¿Cuántos segundos hay en un año solar (365.24 días)? 6. ¿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 = 3.00 X 10 8 m/s.) 7. Un corredor a trote recorre una milla en 13 min. Calcule la velocidad en a) pulgadas/s, b) m/min, c) km/h. (1 mi = 1 609 m; 1 pulgada = 2.54 cm.) 8. Una persona que mide 6.0 pies pesa 168 Ib. Exprese la altura de esta persona en metros y el peso en kilogramos. (1 Ib = 453.6 g; 1 m = 3.28 pies.) 9. La velocidad límite en algunos estados de los Estados Unidos es de 55 millas por hora. ¿Cuál es la velocidad límite en kilómetros por hora? (1 mi = 1 609 m). 10. 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). 11. El contenido "normal" de plomo en la sangre humana es de aproximadamente 0.40 partes por millón (es decir, 0.40 g de plomo por millón de gramos de sangre). Un valor de 0.80 panes por millón (ppm) se considera peligroso. ¿Cuántos g de plomo están contenidos en 6.0 X 10 3 g de sangre (la cantidad en un adulto promedio) si el contenido de plomo es de 0.62 ppm? 12. Efectúe las siguientes conversiones: a) 1.42 años luz a millas (un 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 3.00 X 10 8 m/s). b) 32.4 yardas a centímetros, c) 3.0 X 10'° cm/s a pies/s. 13. 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, c) 71.2 cm 3 a m 3 , d) 7.2 m 3 a litros. 14. El aluminio es un metal ligero (densidad = 2.70 g/cm 3 ) 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 kg/m 3 ? 15. 1.50Bajo ciertas condiciones, la densidad del amoniaco gaseoso es de 0.625 g/L. Calcular su densidad en g/cm 3 . 16. Dé un enunciado cualitativo y otro cuantitativo para cada una de las sustancias de la siguiente lista: a) agua, h) carbono, c) hierro, d) hidrógeno gaseoso, e) sacarosa (azúcar de caña),/) sal de mesa (cloruro de sodio), g) mercurio, h) oro, í) aire. 17. ¿Cuáles de los siguientes enunciados describen propiedades físicas y cuáles propiedades químicas? a) El hierro tiende a oxidarse, b) El agua de lluvia en las regiones industrializadas tiende a ser acida, c) Las moléculas de hemoglobina tienen color rojo, d) Cuando un vaso de agua se deja al sol, gradualmente desaparece el agua, e) Durante la fotosíntesis las plantas convierten el dióxido de carbono del aire en moléculas más complejas. 18. En el año 2000, se produjeron 95.4 miles de millones de libras de ácido sulfúrico en Estados Unidos. Convierta esta cantidad a toneladas. 19. 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. 20. Calcule la masa de: a) una esfera de oro de 10.0 cm de radio [el volumen de una esfera de radio r es V = (4/3)7ir 3 ; la densidad del oro es de 19.3 g/cm 3 ], b) un cubo de platino de 0.040 mm de lado (la densidad del platino es de 21.4 g/cm 3 ), c) 50.0 mL de etanol (la densidad del etanol es de 0.798 g/mL). 21. Un tubo cilindrico 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.) 22. Se empleó el siguiente procedimiento para determinar el volumen de un matraz. El matraz seco se pesó y después se llenó con agua. Las masas del matraz vacío y lleno fueron 56.12 g y 87.39 g, respectivamente, y la densidad del agua es 0.9976 g/cm 3 , calcule el volumen del matraz en cm 3 . 23. La velocidad del sonido en el aire a la temperatura ambiente es de aproximadamente 343 m/s. Calcule esta velocidad en millas por hora. (1 mi = 1 609 m.) 24. 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. 25. El experimento descrito en el problema 1.59 es una forma poco exacta pero conveniente para la determinación de la densidad de algunos sólidos. Describa un experimento similar que permita medir la densidad del hielo. Específicamente, ¿qué requisitos debe satisfacer el líquido usado en el experimento? 26. Una esfera de plomo tiene una masa de 1.20 X 10 4 g y su volumen es de 1.05 X 10 3 cm 3 . Calcule la densidad del plomo. 27. El litio es el metal menos denso conocido (densidad: 0.53 g/cm 3 ). ¿Cuál es el volumen que ocupan 1.20 X 10 1 g de litio? 28. Los termómetros clínicos que comúnmente se utilizan 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. 29. 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 2.0 X 10"" g por litro de aire. Si el precio actual de 50 g 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 5.0 X 10 7 pies 3 . 30. ¿A qué temperatura la lectura numérica en un termómetro Celsius es igual a la marcada en un termómetro Fahrenheit? 31. Suponga que se ha inventado una nueva escala de temperatura en la que el punto de fusión (-117.3°C) y el punto de ebullición (78.3°C) del etanol se toman como 0°S y 100°S, respectivamente; donde S es el símbolo para la nueva escala de temperatura. Derive una ecuación que relacione una lectura en esta escala con una lectura en la escala Celsius. ¿Qué lectura daría este termómetro a 25°C? 32. Un adulto en reposo necesita aproximadamente 240 mL de oxígeno puro/min y tiene una frecuencia respiratoria de 12 veces por minuto. 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 del aire exhalado.) 33. a) Con referencia al problema anterior, calcule el volumen total (en litros) del aire que respira por día un adulto, h) En una ciudad con tráfico pesado, el aire contiene 2.1 X 10 6 L de monóxido de carbono (un gas venenoso) por litro. Calcule la ingestión diaria promedio (en litros) de monóxido de carbono de una persona. 34. El volumen total del agua de mar es 1.5 x 10 21 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 = 2 000 Ib; 1 Ib = 453.6 g.) 35. El magnesio (Mg) es un metal valioso que se utiliza en aleaciones, en baterías y en la fabricación de reactivos químicos. Se obtiene principalmente del agua de mar, que contiene 1.3 g de Mg por kilogramo de agua de mar. Con referencia al problema anterior , calcule el volumen de agua de mar (en litros) necesario para extraer 8.0 X 10 4 ton de Mg, que es la producción anual del metal en Estados Unidos. 36. A una 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 del 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 g/cm 3 , ¿a qué conclusión llegaría? (Sugerencia: Un objeto suspendido en un fluido se mantiene a flote por la masa del fluido desplazada por el objeto. Desprecie la presión de flotación del aire.) 37. El área de la superficie y la profundidad promedio del océano Pacífico son de 1.8 X 10 8 km 2 y 3.9 X 10 3 m, respectivamente. Calcule el volumen de agua (en litros) del océano. 38. 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. Calcule su masa en gramos, b) ¿Una onza troy es más pesada o más ligera que una onza? (1 Ib = 16 oz; 1 Ib = 453.6 g.) 39. El osmio (Os) es el elemento más denso que se conoce (densidad = 22.57 g/cm 3 ). Calcule la masa en libras y en kilogramos de una esfera de Os de 15 cm de diámetro (aproximadamente el tamaño de una uva). Vea el problema 1.55 para el volumen de una esfera. 40. El porcentaje de error se expresa a menudo como el valor absoluto de la diferencia entre el valor verdadero y el experimental, dividido entre el valor verdadero: | | Las líneas verticales indican valor absoluto. Calcule el porcentaje de error para las siguientes mediciones: a) La densidad del alcohol (etanol) encontrada es de 0.802 g/mL. (Valor real: 0.798 g/mL.) b) La masa de oro de un arete fue de 0.837 g. (Valor real: 0.864 g.) 41. La abundancia de los elementos naturales en el cuerpo hu mano, 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 elemen tos constituyen el 1.2%. Calcule la masa en gramos de cada elemento en el cuerpo de una persona de 62 kg. 42. El récord mundial (de 1997) en la carrera de una milla para hombres es de 3 min 44.39 s. Aesta velocidad, ¿cuánto toma ría recorrer una pista de 1 500 m? (1 mi = 1 609 m.) 43. Venus, el segundo planeta más cercano al Sol, tiene una tem peratura en su superficie de 7.3 X 10 2 K. Convierta esta tem peratura a °C y °F. 44. La calcopirita, el principal mineral de cobre (Cu), contiene 34.63 por ciento de Cu en masa. ¿Cuántos gramos de Cu pueden obtenerse a partir de 5.11 X 10 3 kg del mineral? 45. Se ha estimado que la explotación del oro (Au) asciende a 46. 8.0 X 10 4 toneladas. Suponga un costo para el oro de 350 dólares por onza. ¿Cuál es el valor total de esta cantidad de oro? 47. Un volumen de 1.0 mL de agua de mar contiene aproxima damente 4.0 X 10~ 12 g de oro. El volumen total del agua del océano es de 1.5 X 10 21 L. Calcule la cantidad total de oro (en gramos) que hay en el agua de mar, así como el valor del oro en dólares (véase el problema 1.80). ¿Con tanto oro que hay en el océano, por qué nadie se ha hecho rico explotán dolo de ahí? 48. Las mediciones muestran que 1.0 g de hierro (Fe) contiene 49. 1.1 X 10 22 átomos 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 un adulto promedio? 50. 1.83 La capa externa más delgada de la Tierra, denominada cor teza, contiene sólo 0.50% de la masa total de la Tierra y aun así es la fuente de casi todos los elementos (la atmósfera proporciona elementos como oxígeno, nitrógeno y algunos otros gases). El silicio (Si) es el segundo elemento más abun dante de la corteza terrestre (27.2% en masa). Calcule la masa de silicio en kilogramos en la corteza terrestre. (La masa de la Tierra es de 5.9 X 10 21 toneladas. 1 ton = 2 000 Ib; 1 Ib = 453.6 g.) 51.