Liceo scientifico “Archimede” Acireale Programma di Fisica Classe 4

Liceo scientifico “Archimede” Acireale
Programma di Fisica Classe 4^F
Testo:la fisica di Amaldi-vol.2-Zanichelli
Anno scolastico 2012-2013
1. La gravitazione universale:
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Il moto dei satelliti:
- La velocità di fuga;
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Il campo gravitazionale;
L’energia potenziale gravitazionale
2. I fluidi:
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Distinzione tra fluidi reali e fluidi ideali;
Caratteristiche generali dei fluidi;
Definizione di pressione;
La legge di Stevino;
Principio di Pascal;
Torchio idraulico e vasi comunicanti (analisi del comportamento anomalo dei vasi comunicanti
capillari);
La spinta di Archimede;
Il galleggiamento dei corpi
Dinamica dei fluidi:
- Legge di Castelli;
- Legge di Torricelli
- Legge di Bernoulli
- La portata.
3. Il momento angolare:
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Conservazione del momento angolare
4. Termologia:
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Il termoscopio;
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Definizione di calore;
La temperatura;
Il termometro;
Le scale termometriche (scala Celsius e Kelvin o scala assoluta);
La dilatazione lineare:
- In corpi unidimensionali (dilatazione lineare);
- In corpi bidimensionali (dilatazione superficiale);
- In corpi tridimensionali (dilatazione volumica);
- Legge della dilatazione (rispettivamente lineare, superficiale, volumica);
- La dilatazione dei liquidi;
- Il comportamento anomalo dell’acqua durante la dilatazione;
5. Definizione di gas e leggi del gas ideale:
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Distinzione tra gas reale e gas ideale
Il modello del gas ideale e le sue caratteristiche
Le tre leggi dei gas e le tre trasformazioni (rispettivamente: trasformazione isoterma e legge di
Boyle; trasformazione isobara e I legge di Gay Lussac; trasformazione isocora e II legge di Gay
Lussac);
Trasformazione adiabatica;
Rappresentazione delle leggi nel Piano di Clapeyron;
L’equazione di stato del gas perfetto;
L’equazione di stato a partire dal numero di moli del gas perfetto;
6. Il calore:
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Analisi del concetto di calore e descrizione dell’esperimento del mulinello di Joule;
La capacità termica e il calore specifico;
La caloria;
Il calorimetro e la temperatura di equilibrio;
Il potere calorifico;
Le modalità di trasmissione del calore (conduzione, convezione, irraggiamento);
Analisi dell’effetto serra.
7. La teoria microscopica della materia:
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Il moto browniano;
L’energia cinetica media;
La pressione del gas perfetto;
L’energia cinetica media;
L’equipartizione dell’energia e i gradi di libertà;
La velocità quadratica media e rappresentazione della distribuzione di Maxwell;
L’energia interna;
L’energia interna come somma di energia cinetica ed energia potenziale;
L’energia interna nei gas, nei liquidi, nei solidi.
8. I cambiamenti di stato:
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La fusione e la solidificazione;
Il calore latente dal punto di vista microscopico;
La vaporizzazione e la condensazione (analisi del fenomeno della sudorazione);
Il vapore saturo e la sua pressione;
Analisi del fenomeno di ebollizione;
La condensazione e la temperatura critica (ovvero, la distinzione tra gas e vapori);
Il diagramma di fase (o Curve di Andrews);
Il vapore d’acqua, l’umidità e la temperatura percepita.
9. La termodinamica:
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Principio zero della termodinamica;
Trasformazioni reversibili (quasistatiche e ideali) e irreversibili (reali);
Il lavoro termodinamico;
Enunciazione del primo principio della termodinamica;
Il primo principio della termodinamica analizzato a partire dalle diverse trasformazioni
(rispettivamente isocora, isobara, isoterma, ciclica, adiabatica);
La macchina termica;
Il secondo principio della termodinamica (primo enunciato: Lord Kelvin; secondo enunciato:
Rudolf Clausius; terzo enunciato: il rendimento);
Analisi e confronto tra primo e secondo principio;
Il rendimento;
Il ciclo di Carnot;
Il rendimento della macchina di Carnot
10. L’entropia:
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La disuguaglianza di Clausius: l’entropia in un ciclo chiuso;
Definizione della variazione di entropia;
L’entropia come funzione di stato;
L’entropia di un sistema isolato analizzata attraverso trasformazioni reversibili e
irreversibili;
Universo ed entropia: concetto di morte termica e di energia degradata;
L’entropia e il quarto enunciato del secondo principio;
Entropia e disordine.
11. Le onde:
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Definizione del concetto di onda;
Distinzione tra onde elettromagnetiche e meccaniche;
Distinzione tra onde longitudinali e trasversali;
Definizione di lunghezza d’onda, frequenza, periodo, velocità di propagazione nelle onde
periodiche;
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Analisi del fenomeno di interferenza e il principio di sovrapposizione;
Le onde sonore:
Il suono come onda meccanica e longitudinale;
La velocità di propagazione del suono;
I limiti di udibilità per l’uomo: definizione di infrasuoni ed ultrasuoni;
Analisi del fenomeno dell’eco;
Analisi dell’effetto Doppler.
12. La luce:
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La luce studiata come onda, raggio (retta luminosa), insieme di fotoni.
Definizione di ottica geometrica;
Legge della riflessione:
La riflessione e lo specchio piano;
La riflessione e gli specchi curvi (specchi concavi e specchi convessi);
Costruzione dell’immagine per gli specchi sferici concavi e convessi;
Distinzione tra immagine reale e virtuale;
La rifrazione:
L’indice di rifrazione;
Le leggi della rifrazione;
Il fenomeno della riflessione totale e il concetto di angolo limite;
Le lenti sferiche (convergenti e divergenti);
Costruzione dell’immagine per le lenti sferiche.
Gli alunni
L’insegnante