Totes les preguntes tenen indicada la puntuació.

 

Teniu una hora i mitja per fer la prova.

Exercici 1. Na Laura i en Jaume es demanen quina crema solar proporciona una millor protecció per la seva pell. Les cremes solars tenen un Factor de Protecció Solar (SPF, en anglès) que indica la capacitat del producte per absorbir la radiació ultraviolada del sol. Com més elevat és aquest factor millor protegeix de la radiació solar.

Per comparar el nivell de protecció de diferents cremes solars, na Laura i en Jaume han obtingut que l’oli mineral (M) deixa passar majoritàriament la radiació solar i en canvi l’òxid de zinc (ZnO) bloqueja quasi completament la radicació solar.

Primerament, han posat una gota de cada substància al forat d’una capa de plàstic i ho han tancat amb una segona capa de plàstic tal com es mostra a la figura. Posteriorment, han posat el plàstic damunt un paper sensible a la llum i ho han deixat a un lloc solejat. Aquest paper canvia de gris obscur a blanc (o a un gris molt lleuger), depenent del temps que dura l’exposició al sol.

Sabent que el plàstic no absorbeix la llum solar i que han utilitzat quatre cremes solars (S1, S2, S3, S4).

Pregunta 1.1. Quina de les següents afirmacions és una descripció científica de la funció de l’oli mineral i de l’òxid de zinc quan es compara l’efectivitat d’una crema solar? [1 punt]

a)       L’oli mineral i l’òxid de zinc són testats.

b)      L’oli mineral és testat i l’òxid de zinc és la substància de referència.

c)       L’oli mineral és la substància de referència i l’òxid de zinc és testat.

d)      L’oli mineral i l’òxid de zinc són substàncies de referència.

 

Pregunta 1.2. A quina de les següents preguntes estan intentant trobar una resposta na Laura i en Jaume? [1 punt]

 

a)       Com la protecció de cada crema solar pot comparar-se entre si?

b)      Com les cremes solares protegeixen la pell de la radicació ultraviolada?

c)       Hi ha alguna crema solar que dona una menor protecció que un oli mineral?

d)      Hi ha alguna crema solar que dona una major protecció que l’òxid de zinc?

 

Pregunta 1.3. El paper sensible a la llum és de color gris obscur i es fa més clar quan s’exposa a la radiació solar fins a tornar-se blanc. Quin dels següents diagrames mostra el que passa? Explica per quin motiu has triat aquesta resposta. [2 punts]

  _____________________________________________________________________________

 

_____________________________________________________________________________

 

Exercici 2. Una de les anècdotes més conegudes sobre Arquimedes conta com inventà un mètode per determinar elvolum d’un objecte de forma irregular. SegonsVitruvi, el rei Hieró II ordenà la fabricació d’unacorona triomfal, i va demanar a Arquimedes determinar si lacorona estava feta únicament d’or o si, al contrari, unartesà deshonest li havia afegit plata. Arquimedes havia de resoldre el problema sensedanyar la corona, així que no podia fondre-la ni convertir-laen un cos regular per calcular la seva massa i volum, ia partir d’aquí, la densitat. Mentre prenia un bany,notà que el nivell d’aigua pujava a la banyera quanentrava, i així s’adonà que aquest fet podria serusat per determinar el volum de la corona. Com que l’aigua no es pot comprimir, la corona, en sersubmergida, desplaçaria una quantitat d’aigua igual al seupropi volum. En dividir la massa de la corona pelvolum d’aigua desplaçada es podria obtenir la densitatde la corona. La densitat de la corona seria distinta que ladensitat de l’or si altres metalls menys densos haguessin estat afegits. Quan Arquimedes, durant el bany, s’adonà del descobriment, es diu que sortí correntpels carrers, i que estava tan emocionat de la seva trobada que oblidà vestir-se. Segons el relat, al carrercridava «Eureka!» (en grec antic: «εὕρηκα» que significa«Ho he trobat!»).

Modificat a partir d’ “Arquimedes” de Wikipedia, la Enciclopèdia lliure.

 

 Pregunta 2.1. Arquimedes submergeix en aigua la corona del rei Hieró II, juntament amb una peça d’or que té exactament la mateixa massa. Per això, utilitza el dispositiu següent:

Quina conclusió pogué treure Arquimedes? [1 punt]

a)       La corona era de la mateixa composició que la peça perquè les dues tenien la mateixa densitat.

b)      La corona tenia algun metall més dens que l’or.

c)       La corona tenia algun metall menys dens que l’or.

d)      La corona tenia una forma que la feia surar més.

 

Pregunta 2.2. Si la corona està feta d’or, creus que podria conduir l’electricitat? [1 punt]

a)       Sí, perquè l’or és un material aïllant.

b)      No, perquè l’or és un material aïllant.

c)       Sí, perquè l’or és un material conductor.

d)      No, perquè l’or és un material conductor.

 

Pregunta 2.3. De les següents expressions, quina és la incorrecta per expressar la densitat de la corona del rei Hieró II? [1 punt]

a)       kg/m³

b)      kg/L

c)       L/m³

d)      mg/mL

 

Pregunta 2.4. Si s’introdueix un objecte en un recipient amb aigua, l’alçada del líquid en el recipient augmenta. Podem mesurar quant ha augmentat l’alçada, però, en realitat, quina magnitud de l’objecte estarem mesurant? [1 punt]

a)       La massa.

b)      El volum.

c)       L’alçada.

d)     La densitat.

 

Pregunta 2.5. A partir de l’observació del que passava quan entrava a la banyera, Arquimedes enuncià el seu famós Principi, que diu que en submergir un cos en un líquid el cos surarà si la seva massa és menor que la del volum de líquid que desallotja. Això equival a dir que: [1 punt]

 

a)       L’objecte sura si la seva densitat és major que la de l’aigua

b)      L’objecte sura si la seva densitat és menor que la de l’aigua.

c)       L’objecte sura si la seva massa és major que la de l’aigua del recipient.

d)      L’objecte sura si la seva massa és menor que la de l’aigua del recipient.

 

Pregunta 2.6. Com a conseqüència de l’anècdota d’Arquimedes, Paula ha tingut la curiositat de saber si el seu amulet és d’or. Amb la informació que apareix a la següent figura, pots assegurar que el seu amulet no és d’or? Justifica la resposta. [1 punt]

  

_____________________________________________________________________________

 

Pregunta 2.7. L’or és un element de la taula periòdica que té una massa atòmica de 197,0 g/mol. Això vol dir que cada mol d’or té una massa de 197,0 grams. Sabent que un mol d’or conté 6,022 10²³ àtoms d’or, quina és la massa d’un àtom d’or? [1 punt]

_____________________________________________________________________________

Pregunta 2.8. Sabent que els àtoms d’or s’empaqueten formant un cub i que la distància entre 2 àtoms és de 1,5 Å. Quin serà el volum, en nm, del cub que es mostra a la següent figura (1 nm = 10 Å)? [1 punt]

 

_____________________________________________________________________________

 

 Exercici 3. El següent gràfic mostra una planta energètica que està localitzada a una zona on es junta l’aigua oceànica i la d’un riu. A la planta, l’aigua fresca del riu és bombejada a través d’una canalització (1) a un contenidor. L’aigua salina de l’oceà és bombejada a un altre contenidor (3). Els dos contenidors estan separats per una membrana que permet passar únicament les molècules d’aigua a través d’ella.

Pregunta 3.1. Indica si les següent frases són correctes o falses: [6 punts]

a)       Les molècules d’aigua es mouen a través de la membrana des del contanidor que té baixa concentració de sal al que té alta concentració de sal.

b)      Les molècules d’aigua no poden passar a través de la membrana, són massa grosses.

c)       Aquestes membranes no poden funcionar mai ja que no es poden fer forats tan petits per on passen les molècules d’aigua o d’un altre compost.

d)      Al passar les molècules d’aigua d’un contenidor a l’altre, es produeix un increment de volum i de pressió de l’aigua al contanidor d’aigua salina provocant el moviment d’una turbina i la generació d’electricitat.

e)       L’energia generada a aquesta fàbrica és de pitjor qualitat que la produïda a una planta que utilitza combustibles fòssils com petroli o carbó.

f)        L’energia generada a aquesta fàbrica és més amable ambientalment que la produïda a una planta que utilitza combustibles fòssils com petroli o carbó.

 

Exercici 4. Els aquaris requereixen d’unes atencions molt importants per a què els peixos puguin viure.

-          El filtre és la peça més important de l’aquari: amb ell aconseguiràs que l’aigua estigui neta i sigui segura per als teus peixos.

-          L’encalentidor: alguns peixos no poden viure en aigua freda. Amb l’encalentidor, aconseguiràs que la temperatura de l’aigua sigui la ideal per als peixos.

-          El termòmetre: per comprovar que l’encalentidor manté la temperatura correcta a l’aquari.

-          Il·luminació: a més d’aconseguir que el teu aquari quedi més guapo, necessitaràs una font d’il·luminació si vols tenir plantes naturals.

-          pH: indica el caràcter àcid, bàsic o neutre de l’aigua.

 

Pregunta 4.1. Existeixen moltes classes de filtres que poden ser utilitzats al teu aquari. Per a aquaris petits, que no tenguin molts de peixos, ens poden servir perfectament els filtres d’esponja. Aquests filtres van dins de l’aquari i tenen generalment com a filtrant un tros d’esponja blava.

El procés de filtració és una separació de mescles. Com s’aconsegueix separar el líquid del sòlid a través d’aquest procés? [1 punt]

a)       Encalentint la mescla per a què un component passi a estat gasós i se separi.

b)      Evaporant el líquid dissolvent i cristal·litzant el sòlid dissolt.

c)       Decantant el sòlid més dens en el fons del recipient.

d)      Separant el sòlid i el líquid mitjançant un tamís.

 

Pregunta 4.2. Una vegada muntat l’aquari, omplert d’aigua i preparats els filtres, es poden incloure diversos elements decoratius com els que se citen a continuació. Encercla aquell o aquells que poden estar fets de polímers (pot haver més d’una resposta vàlida): [2 punts]

a)       Castell de plàstic.

b)      Roques naturals.

c)       Arena.

d)      Cofre metàl·lic.

e)       Plantes artificials.

f)        Troncs naturals.

 

Pregunta 4.3. Saps que tots hem de col·laborar amb el desenvolupament sostenible del planeta. Què pots fer tu per estalviar energia a l’aquari? Subratlla les opcions correctes (pot haver més d’una resposta vàlida). [3 punts]

a)       Instal·lar una bombilla de baix consum.

b)      Donar menor quantitat de menjar als peixos.

c)       Connectar la il·luminació de l’aquari a una placa solar.

d)      Utilitzar una llanterna a piles com a il·luminació de l’aquari.

e)       Posar l’aigua a la temperatura més baixa que admeten els peixos.

f)        Utilitzar aigua destil·lada per omplir l’aquari.

 

Pregunta 4.4. El pH de l’aigua d’un aquari ha d’estar comprés entre 6,6 i 7,6. Si aquest augmenta, la solució per tornar al pH original és: [1 punt]

a)       Afegir un compost àcid.

b)      Afegir un compost bàsic.

c)       Afegir un compost neutre.

d)      No fer res. Amb els temps es recuperarà el pH.

 

Exercici 5. En Jordi vol escriure missatges invisibles per als seus amics, i ha trobat aquesta recepta de tinta invisible:

Com fer tinta invisible:

1. Esprem una llimona i posar el suc a un recipient.

2. Afegeix una cullerada petita d’aigua i mescla-ho.

3. Banya un pinzell amb la mescla, i utilitzeu per escriure el teu missatge invisible a un full de paper. Espera que s’eixugui.

 4. Per a llegir el missatge invisible, únicament has de posar el full uns 25 cm per damunt d’una espelma encesa.

5. També podràs llegir el missatge invisible si banyes el full amb aigua de llombarda, utilitzant un pinzell. Per preparar aigua de llombarda:

-          Tallar una col llombarda en rodanxes fines. Posar les rodanxes a un recipient i cobrir-les amb un litre d’aigua.

-          Posar el recipient al foc i esperar que comenci a bullir l’aigua.

-          Quan comenci a bullir, esperar dos minuts, retirar el recipient del foc i deixar-ho refredar durant 20 minuts.

 

Pregunta 5.1. Quan en Jordi llegeix la recepta, se n’adona que, en realitat, es tracta de realitzar diverses reaccions químiques. Per exemple, quina reacció química té lloc quan s’encén l’espelma? [1 punt]

a)       Neutralització.

b)      Precipitació.

c)       Combustió.

d)      Fermentació.

 

Pregunta 5.2. El pare d’en Jordi ha encès l’espelma. Quan ha acabat d’encalentir el paper, i ha aparegut la tinta, ha col·locat un tassó sobre l’espelma. Al poc temps, l’espelma s’ha apagat. El seu pare li ha explicat a en Jordi que l’espelma s’ha apagat perquè dins del tassó s’ha acabat … [1 punt]

a)       El nitrogen.

b)      L’ hidrogen.

c)       El carboni.

d)      L’oxigen.

 

Pregunta 5.3. En Jordi ha observat que, mentre l’espelma estava encesa, la cera s’ha fet líquida. A aquest procés se’l denomina: [1 punt]

a)       Fusió.

b)      Vaporització.

c)       Condensació.

d)      Solidificació.

 

Pregunta 5.4.A la recepta es fa referència a un altre canvi d’estat. A quina frase de la recepta es menciona aquest canvi d’estat? [1 punt]

a)       Esprem una llimona i posa el seu suc a un recipient.

b)      Afegeix una cullerada petita d’aigua i mescla-ho.

c)       Posar les rodanxes en un recipient i cobrir-les amb un litre d’aigua.

d)      Posar el recipient al foc i esperar a que comenci a bullir l’aigua.

 

Pregunta 5.5. En Jordi també ha provat el mètode de l’aigua de llombarda. Què hauria de fer al final per treure els trossos de col llombarda del recipient, i així quedar-se únicament amb l’aigua? [1 punt]

a)       Evaporar.

b)      Destil·lar.

c)       Filtrar.

d)      Decantar.