Michele Kodri

La struttura
particellare
Michele Kodrič
GLI ATOMISTI
I PRIMI A PENSARE CHE LE SOSTANZE SONO FORMATE
DA PICCOLE PARTI INDIVISIBILI FURONO ALCUNI
FILOSOFI GRECI DEL V SECOLO a.C., I QUALI,
ADDUCENDO MOTIVAZIONI FILOSOFICHE, INTUIRONO
CHE LA MATERIA E’ COSTITUITA DA PICCOLE PARTI
NON ULTERIORMENTE SCINDIBILI ( IN GRECO
ATOMO=NON DIVISIBILE). TRA GLI ATOMISTI VANNO
RICORDATI LEUCIPPO, DEMOCRITO, EPICURO.
AD ESSI SI CONTRAPPOSE ARISTOTELE, IL QUALE
SOSTENNE CHE LA MATERIA DOVEVA ESSERE
CONTINUA E NON DISCONTINUA.
(SEGUE)
(SEGUE)
GLI ATOMISTI
PER ARISTOTELE LO SPAZIO DEVE ESSERE PIENO DI
MATERIA, ALTRIMENTI NON SAREBBE POSSIBILE
TRASMETTERE MECCANICAMENTE DEI MOVIMENTI DA
UN CORPO AD UN ALTRO.
QUESTA IDEA L’EBBE VINTA PER SECOLI.
SOLO DAL XV SECOLO, TIMIDAMENTE, QUALCUNO
RICOMINCIO’ A PENSARE IN MODO DIVERSO.
L’IPOTESI ATOMISTICA VENNE RECUPERATA
APERTAMENTE APPENA NEL XVII DA NEWTON, BOYLE
ED ALTRI, SULLA BASE, NON TANTO FILOSOFICHE,
QUANTO DI OSSERVAZIONI SCIENTIFICHE.
L E LE G G I F I S ICH E DEI G AS
• LEGGE DI BOYLE (1660) ;
• LE DUE LEGGI DI CHARLES
(1787) E GAY-LUSSAC (18021804).
SONO LEGGI CHE METTONO IN RELAZIONE TRA LORO
IL VOLUME, LA PRESSIONE E LA TEMPERATURA DEI
CORPI CHE SI TROVANO ALLO STATO AERIFORME
LEGGE DI BOYLE (1660)
A TEMPERATURA
COSTANTE, IL
VOLUME DI UN GAS
E’ INVERSAMENTE
PROPORZIONALE
ALLA SUA
PRESSIONE.
CIOE’:
P
P•V=k
V
LE DUE LEGGI DI CHARLES (1787) E GAYLUSSAC (1802-1804).
SONO SOSTANZIALMENTE ANALOGHE.
LA PRIMA AFFERMA CHE:
SE SI RISCALDA UN GAS A VOLUME COSTANTE, LA SUA
PRESSIONE AUMENTA, PER OGNI GRADO DI
TEMPERATURA, DI 1/273 DELLA PRESSIONE
ESERCITATA A 0 °C.
Pt=P0 (1+β
βt)
dove β=1/273
LA SECONDA:
SE SI RISCALDA UN GAS A PRESSIONE COSTANTE, IL SUO
VOLUME AUMENTA, PER OGNI GRADO DI
TEMPERATURA, DI 1/273 DEL VOLUME OCCUPATO A 0 °C
Vt=V0 (1+α
αt)
dove α=1/273
LE DUE LEGGI RIVELANO LA LORO ANALOGIA
ANCHE SUI GRAFICI CHE LE RAPPRESENTANO
P (kPa)
V (m3)
TEMPERATURA
-273,16 °C
INFATTI, UNA VOLTA RAPPRESENTATA LA TEMPERATURA SULL’ASSE DELLE ASCISSE, SU
QUELLO DELLE ORDINATE POTREMO SEGNARE:
1-NEL CASO DELLA PRIMA LEGGE, LA PRESSIONE;
2-NEL CASO DELLA SECONDA, IL VOLUME.
IL GRAFICO DELLE DUE LEGGI SARÁ ANALOGAMENTE RAPPRESENTATO DA UNA RETTA. IL SUO
PUNTO DI INTERSEZIONE CON L’ASSE DELLE ASCISSE RAPPRESENTA LO “ZERO ASSOLUTO”
PER UN GAS IDEALE, CIOÉ LA TEMPERATURA SOTTO LA QUALE NON ESISTE PIÙ LO STATO
GASSOSO.
SECONDO LA TEORIA CORPUSCOLARE
E CINETICA LA MATERIA E’ COMPOSTA
DA CORPUSCOLI
• CORPUSCOLI SONO SEMPRE DOTATI
DI MOVIMENTO
• QUESTO MOVIMENTO AUMENTA SE
AUMENTA LA TEMPERATURA
• I POSSIBILI MOVIMENTI DI QUESTE
PARTICELLE SONO: DI VIBRAZIONE,
DI TRASLAZIONE, ROTAZIONE.
I CORPI ALLO STATO
AERIFORME (o gassoso)
VISUALIZZAZIONE DEL
MODELLO DEI CORPI
GASSOSI
PER UN GAS CI SI PUO’
RIFERIRE AL SEGUENTE
MODELLO:
•FORMATO DA MINUSCOLE PARTICELLE,
STACCATE TRA DI LORO E DISPERSE
NELLO SPAZIO,NON SI RISCONTRANO
FORZE DI ATTRAZIONE TRA ESSE;
•IL VOLUME DI TALI PARTICELLE
RISULTA TRASCURABILE RISPETTO A
QUELLO DEL CONTENITORE NEL QUALE
SI TROVANO:
•LE PARTICELLE SONO DOTATE DI
MOVIMENTO, SI MUOVONO IN MODO
INDIPENDENTE, SI URTANO TRA LORO
ED URTANO ANCHE CONTRO LE PARETI
DEL CONTENITORE. SE APRIAMO IL
CONTENITORE, FUORIESCONO.
I CORPI ALLO STATO
LIQUIDO
VISUALIZZAZIONE DEL MODELLO DEI
CORPI LIQUIDI
PER UN LIQUIDO CI SI PUO’
RIFERIRE AL SEGUENTE
MODELLO:
• FORMATO, COME I GAS DA
MINUSCOLE PARTICELLE;
• LE PARTICELLE NON SONO
DISPERSE, BENSI’ SONO A
CONTATTO, TRA ESSE SI
NOTANO FORZE ATTRATTIVE;
• LE PARTICELLE SONO DOTATE
DI MOVIMENTO, MA QUESTO
RISULTA ESSERE MENO
INTENSO RISPETTO A QUELLO
DELLO STATO GASSOSO.
SE INCLINIAMO UN
RECIPIENTE...
...IL LIQUIDO IN ESSO CONTENUTO VA
AD OCCUPARNE LA PARTE INFERIORE.
I CORPI ALLO STATO
SOLIDO
VISUALIZZAZIONE DEL MODELLO DEI
CORPI SOLIDI
PER UN S0LIDO CI SI
PUO’ RIFERIRE AL
SEGUENTE MODELLO:
• COSTITUITO, COME I GAS ED I
LIQUIDI DA PICCOLISSIME
PARTICELLE;
• LE PARTICELLE SI TROVANO A
STRETTO CONTATTO TRA LORO, LA
LORO DISTRIBUZIONE NELLO SPAZIO
PUO’ ESSERE ORDINATA (SOLIDI
CRISTALLINI) O DISORDINATA (SOLIDI
AMORFI) LE FORZE DI ATTRAZIONE
RECIPROCA SONO INTENSE ;
• LE PARTICELLE NON SONO DOTATE DI
MOVIMENTO, AL MASSIMO POSSONO
VIBRARE ATTORNO A DETERMINATE
POSIZIONI.
E
N
O
I
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I
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E
S
N
O
P
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D LLE ELLE DI
DE RTIC OLI
S
A
I
P RP
CO
SECONDO LA TEORIA
CORPUSCOLARE E CINETICA
• IL CALORE DI UN CORPO RAPPRESENTA LA
QUANTITA’ TOTALE DEI MOVIMENTI DELLE SUE
PARTICELLE (VIBRAZIONE, TRASLAZIONE,
ROTAZIONE)
• LA TEMPERATURA E’ UN VALORE
PROPORZIONALE ALL’ENERGIA CINETICA
TRASLAZIONALE MEDIA DEI SUOI CORPUSCOLI
• LA PRESSIONE DI UN GAS E’ RAPPRESENTATA
DALLA FREQUENZA DELLE COLLISIONI DEI
CORPUSCOLI SULLE PARETI DEL CONTENITORE
La struttura particellare
FINE