caloria

Il calore e i passaggi di stato
Obiettivi:
-Distinguere
tra calore e temperatura
- Ricavare la legge fondamentale della calorimetria
-Definire il calore specifico e la capacità termica di un
corpo
-Descrivere e riconoscere le modalità di propagazione
del calore
-Descrivere i passaggi di stato di una sostanza
Temperatura e calore

Ogni sistema tende spontaneamente a portarsi in
equilibrio termico con l’ambiente che lo circonda
Questo accade anche se due corpi sono posti a
contatto
Esempi:
- Ponendo un oggetto (ad es. il termometro clinico)
con il nostro corpo, dopo qualche minuto l’oggetto
avrà la stessa temperatura del nostro corpo
- Se in un contenitore mescoliamo due masse
d’acqua, una a temperatura t1 e l’altra a temperatura
t2 con t2 > t1 dopo qualche minuto tutta l’acqua si
porterà ad una temperatura intermedia tra t2 e t1
t1 < t e < t 2
L’equilibrio termico
t 1 < te < t2
Questo e molti altri esempi ci permettono di affermare che:
Mettendo a contatto due corpi a temperature diverse, dopo un
po’ di tempo, essi raggiungono una condizione di equilibrio
termico.
Questo è un processo spontaneo e inevitabile.
Il concetto di calore

Domanda
Come spieghiamo questo fenomeno?
 Risposta
Ricorriamo al concetto di calore.
Il calore è qualcosa che viene trasferito dal
sistema all’ambiente o viceversa, a causa di
una differenza di temperatura.
Nell’esempio precedente, diciamo che si è verificato un
passaggio di calore dall’acqua a temperatura t2 (quella più
calda) all’acqua a temperatura t1 (quella più fredda)
Il concetto di calore
Se la temperatura del sistema è superiore a quella
dell’ambiente il passaggio di calore avviene dal sistema
all’ambiente.
Se la temperatura del sistema è inferiore a quella
dell’ambiente il passaggio di calore avviene
dall’ambiente al sistema.
Se il sistema è formato da più corpi si verifica un
passaggio di calore dai corpi più caldi a quelli più freddi
fino al raggiungimento dell’equilibrio termico.
Il concetto di calore
Nella vita quotidiana si possono avere due tipi di esigenze:
A volte bisogna fare in modo che il trasferimento di calore
da un corpo ad un altro avvenga il più velocemente
possibile.
Esempi: una pentola poggiata su una piastra elettrica; un
termosifone in una stanza etc…
Altre volte bisogna fare in modo che il trasferimento di
calore da un corpo ad un altro avvenga il più lentamente
possibile.
Esempi: una casa deve essere fatta in modo che il calore
interno attraversi le pareti molto lentamente; il cibo in un
thermos si deve raffreddare molto lentamente.
Che cos’è il calore?
Non è semplice definire il calore.
Per molti secoli, anzi millenni, si è pensato al calore come a
qualcosa di invisibile e di intangibile.
Fino all’inizio del XIX secolo si pensava che il calore fosse
una sostanza particolare, una sorta di fluido, detto appunto
fluido calorico.
Secondo questa teoria un corpo caldo contiene più fluido
calorico di un corpo freddo.
Che cos’è il calore?
Questo fluido però doveva avere una strana caratteristica:
Doveva essere una sostanza priva di peso, perché
l’esperienza ci dice che pesando lo stesso corpo quando è
caldo e quando e freddo la massa non cambia.
La teoria del fluido calorico spiegava alcune cose come il
trasferimento di calore da un corpo all’altro, ma all’inizio del
1800 si rivelò infondata.
Ci si accorse infatti che strofinando un corpo su un altro i due
corpi si riscaldano per attrito e questa produzione di calore
continua fino a quando si continua a strofinare. Si pensi alla
punta di un trapano che deve perforare un pezzo di metallo.
E’ ovvio che se il fluido calorico fosse stato una sostanza
dopo un po’ la produzione di calore deve terminare.
Che cos’è il calore?
Si capì così che il calore che si produce per attrito è dovuto
all’energia meccanica utilizzata per strofinare un corpo su un
altro.
Dall’inizio dell’Ottocento la teoria del fluido calorico è stata
abbandonata.
Oggi diciamo che il calore è energia in transito, cioè è il
trasferimento di energia fra due corpi a differenti
temperature.
Questo trasferimento di energia avviene spontaneamente dal
corpo a temperatura maggiore al corpo a temperatura minore
e termina quando si raggiunge l’equilibrio termico, cioè
quando i due corpi raggiungono la stessa temperatura.
Esercizi

Un cubetto di ghiaccio è introdotto in una
bibita a temperatura ambiente. Il corpo che
cede calore è ____________
mentre quello
la bibita
che lo assorbe è __________
il ghiaccio
 Dei cibi a temperatura ambiente sono riposti
in frigorifero. Il corpo che cede calore è
l’insieme dei cibi riposti mentre quello che
______________
il frigorifero
lo assorbe è ___________
Esercizi

Un blocco di legno e uno di piombo, dopo
essere rimasti per due ore nella medesima
stanza, vengomo messi a contatto. Durante
il contatto si verifica un trasferimento di
calore tra i due corpi? Perché?
La legge fondamentale della calorimetria

Sulla base di molti esperimenti progettati
per studiare il riscaldamento dei corpi si è
arrivati alla formulazione di questa legge
(formula) che esprime la quantità di calore
assorbita o ceduta da un sistema in funzione
della variazione di temperatura che ne
consegue.
Q  c  m  Δt
La legge fondamentale della calorimetria
Q  c  m  Δt

Q = quantità di calore assorbito o ceduto da un corpo
 m = massa del corpo
 c = costante detta calore specifico che dipende dalla
sostanza di cui è fatto il corpo
 Δt = è la variazione di temperatura
 Il calore Q può essere positivo o negativo.
 Per convenzione diciamo che Q è positivo quando il
corpo assorbe calore
La legge fondamentale della calorimetria
Q  c  m  Δt
Per convenzione diciamo che Q è positivo quando il
corpo assorbe calore
Ma se il corpo assorbe calore la sua temperatura
finale sarà maggiore di quella iniziale e di
conseguenza
Δt sarà positivo
Se invece Q è negativo il corpo cede calore e quindi
si raffredda, di conseguenza
Δt sarà negativo
La legge fondamentale della calorimetria
Q  c  m  Δt
Che cosa ci dice questa legge?
Praticamente afferma che la variazione di
temperatura è direttamente proporzionale alla
quantità di calore assorbita o ceduta dal corpo ed è
inversamente proporzionale alla massa del corpo.
La legge fondamentale della calorimetria
Q  c  m  Δt
Il fatto che nel grafico venga una
retta significa che le due
grandezze Q e Delta-ti sono
direttamente proporzionali
Maggiore è il calore specifico c e maggiore è la pendenza della
retta.
Ciò significa che la sostanza rossa ha un calore specifico
maggiore di quella blu
Per riscaldare di 10 °C la sostanza rossa occorre più calore di
quello necessario per riscaldare sempre di 10°C la sostanza blu
La legge fondamentale della calorimetria
Q  c  m  Δt
Dalla formula principale si ricavano le formule inverse
Q
m
c  Δt
Q
c
m  Δt
Q
Δt 
cm
Unità di misura del calore
Abbiamo detto che il calore non è altro che energia
in transito.
Pertanto nel Sistema Internazionale il calore ha la
stessa unità di misura dell’energia:
Joule (simbolo J)
Molto usato è il kiloJoule un multiplo del Joule
1 kJ = 1000 J ossia 103 J
Nella pratica è ancora molto usata la caloria (simbnolo
cal) che è l’unità di misura del Sistema Tecnico, non del S.I:
La caloria è la quantità di calore necessaria per far
aumentare la temperatura di 1 g di acqua distillata di
1°C (più precisamente per farla passare da 14,5 °C a
15,5 °C)
Unità di misura del calore
La caloria è ancora usata soprattutto dai Termici ed
anche dai Medici
Spesso sentiamo dire dai Dietologi e/o Dietisti che
ad es. un gelato ha 150 calorie.
Attenzione!!!
Le calorie usate in Medicina sono in realta
kilocalorie
1 kcal = 103 cal = 1000 cal
La kcal viene anche detta grande caloria e viene indicata
con il simbolo Cal
Quindi se il gelato ha 150 Cal significa che ha 150.000 cal
cioè ha l’energia per riscaldare di 1°C 150.000 g (cioè 150
kg di acqua).
Trasformazione
cal
J
Accurate misure eseguite in laboratorio hanno
permesso di stabilire che:
1 cal = 4,186 J
Pertanto, per trasformare le calorie in Joule basta
moltiplicare per 4,186
Esempi:
Tra due corpi vi è stato un trasferimento di calore pari a 840
cal. Quanto vale il calore espresso nell’unità di misura del
SI ?
Risposta: 840 x 4,186 = 3516,24 J
Il dietologo afferma che 100 g di spaghetti al sugo di
pomodoro contengono 450 Cal. A quanti Joule
corrispondono?
450 x 1000 x 4,186 = 1.883.700 J
Trasformazione
Se 1 cal = 4,186 J
J
cal
1 J = 1/4,186 J
Pertanto, per trasformare i Joule in calorie basta
dividere per 4,186
Esempio:
A quante calorie equivalgono 9520 J ?
Risposta:
9520: 4.186 = 2274 cal
= 2,274 kcal = 2.274 Cal
Il calore specifico
Il calore specifico di una sostanza è la quantità di
calore (espressa in J) che bisogna fornire ad 1 kg
della sostanza per far innalzare la sua temperatura di
1K
La sua unità di misura nel SI è
J
kg  K
Mentre nel sistema pratico (sistema tecnico)
cal
g  C
Il calore specifico è una caratteristica intrinseca della sostanza
Il calore specifico
La capacità termica
E’ evidente che fornendo la stessa quantità di calore (ad
es. 1000 J) a due corpi diversi, questi subiscono
incrementi di temperatura diversi.
Si definisce capacità termica (e si indica con il
simbolo C) di un corpo la quantità di calore che
deve essere fornita a quel corpo per aumentare la sua
temperatura di un grado.
La capacità termica è definita come il prodotto del calore
specifico della sostanza per la massa del corpo:
C  cm
La sua unità di misura nel SI è
J/K
La legge fondamentale della calorimetria
A questo punto conosciamo il significato di ciascun termine della
legge fondamentale della calorimetria. Possiamo eseguire esercizi.
Q  c  m  Δt
Q
m
c  Δt
Q
c
m  Δt
Q
Δt 
cm
Esercizi

Un blocchetto di rame della massa di 100 g e alla
temperatura ambiente di 15 °C assorbe 500 J di calore.
Calcolare la sua variazione di temperatura e la temperatura
finale al termine del riscaldamento.
Q
 Poiché dobbiamo calcolare la variazione di
Δt 
temperatura, la formula da usare è
cm
 Utilizziamo le unità di misura del SI: la massa deve essere in
kg, il calore in J, il calore specifico in J/(kg K)
 Pertanto:
 100 g = 0,1 kg
 Dalla tabella ricaviamo
c = 379 J/(kg K)
500J
Δt 
 13,19 K  13,19 C
379 J/(kg  K)  0,1 kg
t f  t i  t  15 C  13,19 C  28,19 C
Esercizi

Il valore energetico di 200 ml di latte fresco pastorizzato è di
circa 128 Cal. A quanti Joule corrisponde?

Poiché sono grandi calorie, cioè kcal bisogna fare:
128 x 1000 x 4,186 = 535 808 J


Il calore specifico dell’acqua è 4186 J/(kg K). Quanto calore
deve assorbire un chilogrammo di acqua per passare da 15 °C a
16 °C ?
Esercizi

Calcolare la capacità termica dell’acqua di una piscina di
sezione rettangolare di dimensioni 25 m x 10 m x 2 m

Per calcolare la capacità termica bisogna usare la formula
C  cm

Ci calcoliamo innanzitutto il volume di acqua:
 25 m x 10 m x 2 m = 500 m3
 Sapendo poi che la densità dell’acqua è di 1000 kg/m3 ci
calcoliamo la massa
kg
m  d V  1000 3 500 m 3  500 000 kg
m

Essendo il calore specifico dell’acqua pari a 4186 J/(kg K)
J
C  c  m  4186
 500 000 kg  2 093 000 000 J
kg  K
K
Il calorimetro


Il calorimetro è lo strumento che serve per misurare la
quantità di calore assorbita o ceduta da un corpo.
Il tipo di calorimetro più diffuso è quello ad acqua.
Se si conosce la massa
d’acqua nel
calorimetro, la
temperatura iniziale e
quella finale si
misurano con il
termometro, il calore
specifico dell’acqua è
noto, applicando la
formula
Q  c  m  Δt
si ricava il calore Q
Il calorimetro







Esempio
In un calorimetro ad acqua ci sono 1725 g di acqua.
La temperatura iniziale dell’acqua, misurata con il termometro
è di 12,5 °C.
Immergiamo nell’acqua del calorimetro un oggetto di ferro alla
temperatura di 80 °C.
Sapendo che dopo qualche minuto la temperatura dell’acqua ha
raggiunto i 16,8 °C, calcolare il calore ceduto dal corpo di ferro
all’acqua.
Svolgimento
Ricaviamo t  t f  t i  16,8 12,5  4,3 C  4,3 K
J
1,725 kg  4,3 K  31 050 J
Q  c  m  Δt  4186
kg  K
La propagazione del calore





Il trasferimento del calore da un corpo ad un altro
può avvenire secondo tre modi diversi:
per conduzione
per convezione
per irraggiamento
Nel trasferimento di calore da un corpo ad un
altro si può verificare uno solo di questi tre
meccanismi, due insieme o anche tutti e tre
insieme.
La conduzione





L’esperienza ci dice che esistono buoni conduttori di
calore e cattivi conduttori di calore.
Riusciamo ad esempio a tenere in mano un fiammifero
acceso senza scottarci.
Non riusciamo invece a tenere in mano uno spillo se la
punta è investita da una fiamma
Se tocchiamo il piano del banco non proveremo una
sensazione di freddo. Se invece tocchiamo la struttura
metallica ci sembrerà freddo, più freddo del piano ligneo.
Sappiamo invece che la temperatura sia del piano che
della struttura metallica è la stessa, ed è proprio uguale a
quella dell’aria dell’aula.
La conduzione



Proviamo la sensazione di freddo perché i metalli sono
buoni conduttori di calore e dunque il calore che con la
nostra mano a 37°C trasferiamo al metallo (circa 20°C)
subito si disperde, fluisce nell’intera massa.
Al contrario, toccando il legno, cattivo conduttore, il
calore fornito dalla nostra mano resta nelle immediate
vicinanze della mano stessa, e dunque la temperatura della
porzione di legno a contatto con la mano inizia a crescere,
avvicinandosi piano piano ai 37°C.
Il parametro fisico che tiene conto di questa caratteristica
di una sostanza prende il nome di conducibilità termica
La conducibilità termica

La conducibilità termica è una caratteristica propria di
ogni sostanza, dipende dalla struttura molecolare.
L’unità di misura della
conducibilità termica nel S.I. è
W/(m K)
In genere i metalli sono buoni
conduttori di calore .
Il legno, il vetro, il sughero sono
cattivi conduttori.
L’aria è un pessimo conduttore di
calore.
La conduzione

La conduzione è il meccanismo di propagazione del
calore, senza spostamento di materia, che avviene per
contatto tra corpi a temperature diverse o tra parti di uno
stesso corpo non in equilibrio termico
Consideriamo una lastra (parete) di sezione (cioè area) S e di
spessore l, mantenendo le due facce a temperature T1 e T2
con T2 > T1 ci sarà un flusso di calore dalla faccia a
temperatura maggiore a quella a temperatura minore.
Il calore che attraversa la parete viene
calcolato con la formula proposta
all’inizio del 1800 dal matematico
francese Fourier
La conduzione
k  S  T  t
Q
l
k = conducibilità termica [W/(m K)]
S = area della sezione [m2]
ΔT = variazione di temperatura tra le due facce (T2 – T1)
t = tempo [s]
l = spessore della parete [m]
Questa formula ci dice che il calore che attraversa una parte è
direttamente proporzionale alla conducibilità termica, alla
sezione, alla differenza di temperatura tra le due facce, al
tempo, ed è inversamente proporzionale allo spessore.
La conduzione
k  S  T  t
Q
l
Nella figura a fianco è possibile
osservare l’andamento della
temperatura tra le due facce.
In rosso la temperatura della
faccia più calda, in blu quella
della faccia più fredda.
La conduzione
k  S  T  t
Q
l
Esercizio
Calcolare il calore disperso in un’ora attraverso una parete di
legno larga 3,50 m ed alta 2,70 m, di spessore 20 cm, quando
la temperatura interna è di 20°C e quella esterna di 3°C
Svolgimento
Calcoliamo la sezione: S= 3,50 m x 2,70 m = 9,45 m2
La conducibilità del legno è k = 0,3 W/(m K)
ΔT = 20 – 3 = 17°C
t = 3600 s
l = 20 cm = 0.20 m
La conduzione
k  S  T  t
Q
l
Pertanto
k  S  T  t
0,3 (W/m K)  9,45m2 17K  3600s
Q

l
0,20m
= 867510 J
= 207240 cal = 207 kcal
La convezione



La convezione è il meccanismo di trasferimento di calore
accompagnato da spostamento di materia.
Interessa i fluidi (sia liquidi che gas)
Non interessa i solidi, dove non è possibile lo spostamento
di materia.
Il principio che sta alla base della convezione è il principio di
Archimede che recita:
Un corpo immerso in un fluido riceve una spinta dal basso
verso l’alto pari al peso di fluido spostato.
In sostanza un qualsiasi oggetto (anche una porzione di
liquido) immerso in un fluido (anche lo stesso liquido) è
sospinto verso l’alto. La spinta è tanto maggiore quanto
maggiore è la differenza di densità tra il fluido e il corpo che
viene spinto
La convezione
Le molecole di acqua a
contatto con la piastra
riscaldata dalla fiamma si
dilatano, si riducono di
densità e per il principio di
Archimede sono sospinte
verso l’alto. Le molecole in
alto essendo rimpiazzate da
quelle che salgono sono
costrette a scendere.

Si creano così delle correnti conventtive
Queste correnti sono evidenti se nell’acqua si introducono dei
semi di limone o di arancia. Mentre l’acqua si riscalda i semi
tendono a salire trascinati da queste correnti convettive.
La convezione
Nei fluidi la modalità
principale di
propagazione del
calore è la
convezione.
Essa è sempre
accompagnata da uno
spostamento di
materia.
Attenzione! La convezione interessa sia i liquidi che i gas.
L’aria nella mongolfiera viene riscaldata
dalla fiamma, diventa più leggera e sale
verso l’altro trascinando con sé il pallone.
L’irraggiamento
L’energia che ci arriva dal sole ci raggiunge
grazie all’irraggiamento.
 L’irraggiamento consiste nell’emissione di
onde elettromagnetiche (radiazioni) che si
propagano anche nel vuoto.
 Le onde elettromagnetiche infatti non hanno
bisogno di un mezzo materiale per
propagarsi.

L’irraggiamento

Quando una radiazione colpisce un corpo essa viene:
 - in parte assorbita
 - in parte trasmessa (se il corpo è trasparente)
 - in parte riflessa
 Quella parte di radiazione assorbita dal corpo ne provoca il
riscaldamento.
 Non solo il sole emette radiazioni ma tutti i corpi (anche il
nostro corpo).
 In genre più alta è la temperatura di un corpo, maggiore è la
quantità di radiazioni emesse.
 Gli oggetti caldi come il fiammifero o il filamento di una
lampadina emettono radiazioni visibili all’occhio umano.
 Oggetti più freddi come il corpo umano, emettono radiazioni
nel campo dell’infrarosso
L’irraggiamento

Se riscaldiamo un pezzo di metallo, osserviamo che verso i
1000 °C si colora di rosso, poi di giallo verso i 1600°C e
infine di bianco oltre i 1900°C.
 Mentre sopra i 1000°C il corpo emette radiazione visibile
all’occhio umano, al di sotto di questa radiazione emette
radiazione infrarossa.
 La quantità di energia che un corpo assorbe quando è colpito
da radiazioni elettromagnetiche dipende molto dallo stato
della sua superficie:
 - è minima se essa è chiara e lucida;
 - è massima se è nera
 Questo è il motivo per cui d’estate è preferibile vestire con
abiti chiari.
Effetto serra


Ci sono materiali come il vetro ed alcune plastiche (cellofan,
nylon etc..) che sono trasparenti alle radiazioni visibili,
mentre sono opachi per le radiazioni infrarosse.
Essi vengono sfruttati nella costruzione delle serre.
I raggi del sole attraversano con facilità il
vetro e vengono assorbiti dalla pianta.
La pianta essendo un corpo a temperatura
minore dei 1000°C emette radiazione
infrarossa.
Ma la radiazione infrarossa non riesce ad
attraversare facilmente il vetro e dunque
resta intrappolata nella serra.
La temperatura all’interno della serra
aumenta.
Se non ci fosse il vetro l’energia ricevuta
dal sole sarebbe all’incirca uguale a quella
emessa sotto forma di infrarossi.
Il bilancio energetico della Terra



Non tutta l’energia che parte dal Sole arriva fino alla
superficie della Terra.
Al suolo ne arriva quasi la metà.
Il resto viene assorbito e riflesso dalle nubi.
Il bilancio energetico della Terra





La parte di radiazione che raggiunge il suolo terrestre (e
quindi anche gli oceani) riscalda i corpi sulla Terra.
I corpi caldi però, acqua, terreno, oggetti, a loro volta
emettono radiazione infrarossa (essendo ad una temperatura
inferiore ai 1000°C.
Questa radiazione infrarossa, in condizioni normali, attraversa
l’atmosfera ed abbandona la Terra.
In definitiva, in condizioni normali, l’energia emessa dalla
Terra sotto forma di infrarossi è all’incirca uguale a quella
ricevuta dal Sole.
Il bilancio energetico è in pareggio, altrimenti la Terra
dovrebbe riscaldarsi sempre di più.
La presenza dei gas serra





Abbiamo visto come, in condizioni normali, il bilancio
energetico della Terra è in pareggio.
Esistono però gas, come l’anidride carbonica (CO2 ) che
hanno un comportamento simile al vetro o al cellofan.
L’anidride carbonica si lascia attraversare facilmente dai
raggi solari, ma risulta opaca ai raggi infrarossi.
L’aumento della concentrazione di CO2 provocato dai
processi di combustione dovuti alle attività umane ha l’effetto
di far innalzare la temperatura media del pianeta Terra.
Non sappiamo ancora quali saranno le conseguenze ma le
prime avvisaglie sembrano portarci verso la catastrofe…
I passaggi di stato
Si definiscono passaggi di stato le trasformazioni
fisiche della materia che fanno mutare il suo stato di
aggregazione.
I passaggi di stato


Molte sostanze fondono (e solidificano) ad un preciso
valore della temperatura detto punto di fusione (o di
solidificazione).
Si definisce calore latente di fusione (o di solidificazione)
la quantità di calore necessaria per fondere completamente
1 kg di sostanza che si trova alla temperatura di fusione.
Il calore latente


Perché durante il passaggio di stato la temperatura resta
costante?
Perché il calore che altro non è se non energia serve per
“rompere” i legami tra le varie molecole della sostanza.
Latente significa nascosto.
In passato, quando non si
conosceva ancora il fenomeno,
si pensava che il calore fornito
durante il passaggio di stato
rimanesse nascosto nel corpo.
La curva di riscaldamento


Anche durante il passaggio da liquido a gas la temperatura
rimane costante.
La quantità di calore necessaria per rompere i legami tra le
molecole prende in questo caso il nome di calore latente
di vaporizzazione (o di condensazione).
Il calore fornito ad una
sostanza che si trova
allo stato solido provoca
dapprima la fusione
(primo pianerottolo) e
poi la vaporizzazione
(secondo pianerottolo).
Calore latente di fusione e di vaporizzazione
L’unità di misura
del calore latente è
J/kg
Esercizio

Un pezzo di ferro di massa 200 g si trova a 15°C. Quanto
calore bisogna fornirgli per farlo fondere completamente?
 Svolgimento
 Nella prima fase il ferro deve passare da 15°C al
 punto di fusione che è di 1530°C
 Per fare questo dobbiamo fornire un calore Q tale che
J
 0,2kg  (1530C  15C )  133 320 J
Q1  c  m  t  440
kg  C



A questo punto il pezzo di ferro è pronto per la fusione.
Ma occorre fornire il calore necessario per “rompere” i
legami tra le molecole.
J
Q2  Q f  m  272 142  0,2 kg  54 428 J
kg
In totale quindi occorre un calore
QTOT  Q1  Q2  133 320 J  54 428 J  187 748 J
Esercizio

Le leggi della fusione e della solidificazione finora
presentate descrivono bene il comportamento delle
sostanze solide di tipo cristallino.
 La loro modalità di fusione viene detta fusione brusca
perché ciascuna sostanza fonde ad una temperatura precisa.
 Quanto maggiore è il grado di purezza di una sostanza
tanto maggiore è la precisione della temperatura di fusione.
 Esistono invece sostanze amorfe (= senza forma) come la
cera, il burro che se riscaldate rammolliscono finchè si
fondono.
 Per queste sostanze tuttavia non è possibile individuare
una temperatura di fusione precisa. Questo tipo di fusione
è detta fusione pastosa.
 Attenzione!!! Anche il vetro è una sostanza amorfa
perché non ha un punto di fusione preciso.
La vaporizzazione

La vaporizzazione è il passaggio dallo stato liquido a
quello aeriforme.
 Può avvenire secondo due modalità:
 1) evaporazione
 2) ebollizione
Evaporazione
L’evaporazione interessa soltanto le molecole superficiali
di un liquido.
 Interessa tutti i liquidi.
 Avviene a qualunque temperatura, ma maggiore è la
temperature e più veloce è il fenomeno.
 Alcune sostanze evaporano molto facilmente (ad es.
l’alcool etilico), altre meno facilmente (acqua.)
 In un liquido le molecole non sono fisse, ma sono soggette
ad uno stato di agitazione termica.
 Se alcune molecole acquistano una velocità elevata,
possono vincere le forze di attrazione che le tengono legate
alle altre molecole e sfuggire nell’aria.

Ebollizione
L’ebollizione interessa tutte la massa di un liquido.
 Interessa tutti i liquidi.
 Avviene in modo tumultuoso.
 Per ogni liquido ad una determinata pressione esiste una
precisa temperatura di ebollizione che prende il nome di
punto di ebollizione.
 Attenzione!!! Il punto di ebollizione dipende dalla
pressione.
 L’acqua bolle a 100°C quando la pressione dell’aria è di 1
atmosfera. Ciò si verifica a livello del mare.
 A Potenza la pressione è inferiore ad 1 atm e l’acqua bolle
a circa 98°C.
 Sul monte Bianco l’acqua bolle a circa 80°C.

Il quarto stato: il plasma

Mentre sul nostro pianeta la materia si manifesta nei tre stati di
aggregazione, nell'universo essa si trova ampiamente diffusa anche in
un quarto stato, quello di plasma
 La trasformazione da stato gassoso a plasma avviene somministrando
energia ad un gas; la trasformazione inversa si attua sottraendo
energia al plasma.
Il quarto stato: il plasma





Nello stato di plasma non esiste più il legame molecolare (per un gas
biatomico come Azoto ed Idrogeno), nè il legame atomico (per un gas
monoatomico come Argon ed Elio).
Gli atomi, per la perdita di uno o più elettroni, si scindono in ioni con
una o più cariche positive ed elettroni (fenomeno di ionizzazione
atomica).
La trasformazione da stato gassoso a plasma avviene somministrando
energia ad un gas; la trasformazione inversa si attua sottraendo
energia al plasma.
Le stelle, il sole, i fulmini sono nello stato di plasma.
Anche all’interno di un tubo fluorescente (neon) c’è plasma.