Construyendo cerebros

Un estudiante observa que los elementos de la tabla periódica pueden ser metales o no metales y se pregunta cómo esta característica afecta la reactividad de cada elemento. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la reactividad de los metales y no metales es correcta?. Los metales tienden a ganar electrones en las reacciones químicas para alcanzar estabilidad. Los no metales suelen perder electrones en las reacciones químicas. Los metales son generalmente más reactivos que los no metales debido a su capacidad de donar electrones. Todos los elementos reaccionan de manera similar, sin importar si son metales o no metales.

La electronegatividad es una medida de la tendencia de un átomo a atraer electrones en un enlace químico. Considere dos elementos: el flúor (F) y el cesio (Cs). El flúor es uno de los elementos más electronegativos, mientras que el cesio tiene una electronegatividad baja. Pregunta: ¿Cuál de las siguientes afirmaciones explica mejor por qué el flúor es más electronegativo que el cesio?. El flúor tiene más electrones que el cesio, lo cual aumenta su atracción hacia los electrones en un enlace. La estructura nuclear del flúor le permite atraer electrones con mayor fuerza debido a su menor tamaño y a la proximidad de su núcleo a los electrones. El cesio tiene mayor afinidad electrónica que el flúor. Los elementos con mayor número atómico siempre son más electronegativos.

El agua es conocida por su capacidad de disolver muchas sustancias, lo que la convierte en un excelente solvente. ¿Qué propiedad química del agua le permite disolver sustancias iónicas como la sal de mesa (NaCl)?. El agua es una molécula no polar, lo que le permite atraer las moléculas de NaCl. El agua tiene un alto calor específico que permite romper los enlaces iónicos. La densidad del agua es alta, lo que facilita la disolución de sólidos. El agua es una molécula polar, lo cual le permite rodear y separar los iones de Na⁺ y Cl⁻.

La electronegatividad es una medida de la tendencia de un átomo a atraer electrones en un enlace químico. Considere dos elementos: el flúor (F) y el cesio (Cs). El flúor es uno de los elementos más electronegativos, mientras que el cesio tiene una electronegatividad baja. Pregunta: ¿Cuál de las siguientes afirmaciones explica mejor por qué el flúor es más electronegativo que el cesio?. La estructura nuclear del flúor le permite atraer electrones con mayor fuerza debido a su menor tamaño y a la proximidad de su núcleo a los electrones. El flúor tiene más electrones que el cesio, lo cual aumenta su atracción hacia los electrones en un enlace. El cesio tiene mayor afinidad electrónica que el flúor. Los elementos con mayor número atómico siempre son más electronegativos.

Un automóvil se mueve a una velocidad constante de 60 km/h en una carretera plana y recta. El conductor observa que el coche mantiene esta velocidad sin que él deba acelerar o frenar. Pregunta: ¿Cuál es la mejor explicación para que el automóvil mantenga una velocidad constante?. La fuerza de fricción es mayor que la fuerza motriz del motor. La fuerza neta sobre el automóvil es nula. La velocidad del automóvil es controlada únicamente por la gravedad. El motor proporciona una fuerza constante, y por eso la velocidad no cambia.

Dos esferas, una de metal y otra de plástico, caen desde la misma altura en ausencia de resistencia del aire. Pregunta: ¿Qué es cierto acerca de sus velocidades justo antes de llegar al suelo?. La esfera de metal llega al suelo con mayor velocidad porque es más pesada. La esfera de plástico llega primero porque tiene menor masa. Ambas esferas llegan al suelo con la misma velocidad debido a la aceleración gravitacional constante. La velocidad de cada esfera depende de su forma y no de su masa.

Una persona empuja una caja de 10 kg sobre una superficie horizontal, aplicando una fuerza de 50 N. La caja se mueve a una velocidad constante. Pregunta: ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta acerca de la situación?. La fuerza de fricción entre la caja y la superficie es menor que 50 N. No hay fuerza de fricción actuando sobre la caja. La fuerza de fricción que actúa sobre la caja es de 50 N, igualando la fuerza aplicada. La fuerza total sobre la caja es 10 N debido a su masa.

Un ciclista desciende una pendiente sin pedalear. A medida que baja, su velocidad aumenta. Pregunta: ¿Cuál es la razón principal para el aumento de su velocidad en esta situación?. La fuerza de fricción entre la bicicleta y el suelo hace que la bicicleta acelere. La gravedad actúa en la dirección del movimiento, aumentando la velocidad del ciclista. La pendiente disminuye la resistencia del aire sobre el ciclista. La energía potencial del ciclista se convierte en energía cinética sin intervención de fuerzas externas.

Unos científicos observan que un gas incoloro se libera cuando se disuelve ácido clorhídrico en piedra caliza. Pregunta: ¿Cuál de las siguientes opciones es la razón más probable de este fenómeno?. Se produce dióxido de carbono como resultado de una reacción química. La piedra caliza se evapora al contacto con el ácido. Se libera oxígeno por la disolución del ácido. La piedra caliza no se ve afectada por el ácido.

Un ciclista pedalea cuesta arriba y observa que debe aplicar más fuerza para mantener su velocidad. Pregunta: ¿Cuál es la razón principal para que el ciclista necesite más fuerza?. La velocidad aumenta al ir cuesta arriba. La gravedad y la fricción aumentan la resistencia en la subida. La fuerza de rozamiento desaparece. El peso del ciclista se reduce al subir.

Dos esferas idénticas, una caliente y otra fría, se colocan en contacto. Después de un tiempo, ambas esferas tienen la misma temperatura. Pregunta: ¿Qué fenómeno explica este cambio de temperatura?. La ley de conservación de la masa. La fusión de ambas esferas. La expansión térmica de la esfera fría. La conducción de calor desde la esfera caliente a la fría.

Un estudiante mide el tiempo que tarda una pelota en caer desde cierta altura. Para aumentar la precisión de sus resultados, repite el experimento varias veces. Pregunta: ¿Por qué repetir el experimento aumenta la precisión de los resultados?. Permite identificar errores sistemáticos en las mediciones. Aumenta la masa de la pelota. Cambia la aceleración de la gravedad. Reduce la distancia de caída de la pelota.

Un agricultor observa que una parte de sus cultivos no crece adecuadamente. Nota que la tierra en esa zona es menos fértil. Pregunta: ¿Qué factor podría estar contribuyendo a la baja fertilidad del suelo?. La presencia de minerales en el suelo. El suelo tiene poca cantidad de materia orgánica y nutrientes esenciales. La cantidad de luz solar que recibe la zona. La temperatura constante del suelo.

Un estudiante observa que el agua hirviendo en una olla produce vapor que sube hacia el techo. Pregunta: ¿Cuál es la explicación más probable para este fenómeno?. El vapor se forma porque las moléculas de agua pierden energía. El agua se evapora debido al calor, y el vapor asciende porque es menos denso que el aire. El vapor es más pesado que el aire y sube por presión. Las moléculas de agua se vuelven sólidas al calentarse.

Un niño coloca un trozo de hielo en un vaso de agua a temperatura ambiente. Al cabo de un tiempo, el hielo desaparece. Pregunta: ¿Qué proceso explica la desaparición del hielo en el agua?. Condensación. Sublimación. Fusión. Solidificación.