UNITA’ 1 Misure e grandezze Sono dette grandezze fisiche tutte le grandezze misurabili. La comunità scientifica internazionale ne ha identificate 7 fondamentali: - lunghezza( l ) metri (m) - massa ( m ) chilogrammi ( Kg ) - tempo ( t ) secondi (s) - temperatura ( T ) kelvin (K) - q.tà di materia ( n ) moli ( mol ) - intensità elettrica ( I ) ampère (A) - intensità luminosa ( iv ) candele ( cd ) Da queste poi si trovano le grandezze derivate: - area metro quadro - volume metro cubo - densità chilogrammo al metro cubo - forza newton - pressione pascal - energia/ lavoro/calore joule - velocità metri al secondo - accelerazione metri al secondo quadro - potenza Watt - peso specifico peso fratto volume - peso massa per acc. Grav. m2 m3 Kg/m3 N Pa J m/s m/s2 w N/m3 Kg * g Kg * m / s2 N / m2 N*m J/s g = 9.8 m/s2 MASSA: Si basa sui principi di inerzia: I: un corpo in quiete o in moto rettilineo uniforme, se nn è soggetto a forze permane nel suo stato di quiete o nel suo moto rettilineo uniforme II: forza = massa * accelerazione III: ad ogni azione corrisponde una reazione equivalente e contraria. Massa inerziale: resistenza di un corpo in movimento Massa gravitazionale: attrazione tra due corpi. La massa è costante in un corpo. TEMPO: si misura tramipe moti ciclici quali una frazione del moto di rotazione della terra o il numero di oscillazioni di un isotopo radioattivo ( celsio ) TEMPERATURA: indice dello stato termico del sistema ( velocità media delle particelle o energia cinetica media ) 1 grado celsius = 1 grado kelvin -273.15 °c = 0 °K Nella scala kelvin vi sono solo misure positive poiché lo zero è lo zero assoluto, ovvero la temperatura teorica alla quale l’energia cinetica è nulla. MOLE: q.tà di sostanza in grammi pari al peso molecolare N° di Avogadro = 6.023* 1023 Grandezze estensiva : dipendono dalla DIMENSIONE Grandezze intensive: non dipendono dalla DIMENSIONE FORME DI ENERGIA: - gravitazionale - meccanica ( cinetica, potenziale) - chimica ( intramolecolare, intermolecolare ) - nucleare - elettromagnetica - termica 1° principio della termodinamica: L’energia nn si crea ne si distrugge, si trasforma e si trasferisce per le particelle a riposo: E = MC2 dove E = energia, M = massa e C = velocità della luce UNITA’ 2 Trasformazioni fisiche della materia Una porzione delimitata di materia è detta sistema. Gli stati fisici della materia( o stati di aggregazione ) sono i seguenti: - liquido ( volume proprio, media densità, incomprimibile ) - aeriforme ( densità bassa, fortemente comprimibile ) - solido ( volume e massa propri, densità alta , incomprimibile ) - plasma ( nuclei separati dagli elettroni, presente a temp. = o > a 106 °c ) Densità: gas < liquidi < solidi MA H2O liquido > solido Gas: sostanze aeriformi a temp. Ambiente Vapori : sostanze liquide a temp. Ambiente Oltre la temp. Critica si parla di gas e nn più di vapori. Sistema omogeneo: la materia presenta una sola fase e proprietà intensive uguali in tutte le sue parti. Sistema eterogeneo: presenta due o più fasi. FASE: porzione di materia ben definita e con proprietà intensive uniformi. Sostanze pure: chimicamente ben definite Miscuglio: insieme di due o più sostanze: - eterogeneo ( fase dispersa < fase disperdente ) - omogeneo(soluzione con soluto < solvente) - sospensioni ( acqua e sabbia ) - emulsioni ( acqua e olio, fase acquosa e fase lipidica ) - creme - schiume ( solidi e gas ) - colloidi ( sospensioni di particelle grandi 20 – 100 micron , citoplasma) - gel se prevale la fase dispersa - sol se prevale la fase disperdente PASSAGGI DI STATO trasformazioni fisiche reversibili tramite la variazione di temp. Soldo – Liquido fusione Liquido – Solido solidificazione Aeriforme – liquido condensazione Liquido – Aeriforme evaporazione Aeriforme – Solido brinamento Solido – Aeriforme sublimazione Evaporazione: solo sulla superficie Ebollizione: tutto il volume ( tensione vapore = pressione atmosferica ) LE SOSTANZE SONO DEFINITE SOLIDE SOLO QUANDO HANNO UN RETICOLO CRISTALLINO, IN ASSENZA DI CIO’ SI PARLA DI LIQUIDO AD ALTA DENSITA’ In un solido le particelle hanno minima libertà di movimento ( vibrano ed oscillano ) In un liquido le particelle hanno media libertà di movimento ( scorrono ) In un gas le particelle hanno QUASI totale libertà di movimento. Liquefazione: quando un gas diventa liquido. Maggiore è la pressione e maggiore è il punto di ebollizione. METODI DI SEPARAZIONE Filtrazione e decantazione per le spspensioni. Centrifugazioni con la quale si aumenta l’efficacia della forza di gravità Estrazione si sfrutta l’affinità tra i componenti del sistema ed un solvente Cromatografia si distingue in : su colonna e su carta Distillazione. UNITA’ 3 Le trasformazioni fisiche della materia TRASFORMAZIONI FISICHE :sostanzialmente reversibili che nn implicano l’alterazione della composizione chimica ( movimento, cambio di stato, cambio di dimensione ) TRASFORMAZIONI CHIMICHE: comportano un’alterazione della composizione chimica della materia. A+B C+D Reagenti prodotti Se la freccia indica un’unica direzione la reazione è irreversibile, altrimenti è reversibile. COME SI RICONOSCE UNA REAZIONE? - formazione di gas - rilascio o assorbimento di calore - cambio di colore - formazione o scomparsa di un solido elemento: sostanza pura che nn può essere trasformata in sostanze più semplici composto: sostanza dalla composizione costante che può essere trasformata in una sostanza più semplice. I miscugli infatti hanno una composizione che può variare. Nel 1869 Dimitri Ivanovich Mendleev scoprì che gli elementi si potevano ordinare in base alle loro proprietà chimiche e fisiche, così nacque la tavola periodica degli elementi. Dei 110 elementi conosciuti solo 89 sono presenti in natura, e 9 di questi formano il 99% della crosta terrestre( ossigeno 46.6 % e silicio 27.7 %) Gli elementi si dividono in: metalli: lucenti, buoni conduttori di calore ed elettricità, solidi a temperatura ambiente, duttili e malleabili. Non metalli: colorati, non sono buoni conduttori, possono essere solidi, liquidi o aeriformi a temperatura ambiente, i solidi non sono duttili ne malleabili e si frantumano facilmente. Semimetalli: solidi a temperatura ambiente, non sono buoni conduttori ne isolanti, ma se impuri di elementi vicini, sono ottimi semiconduttori. Gas nobili.