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La chimica è la scienza che studia la composizione, la struttura e la trasformazione dei materiali. La chimica si basa sulla teoria che tutti i materiali che ci circondano e che costituiscono i nostri corpi, sono formati da atomi e ioni. La grande varietà di forme e colori con cui la materia appare ai nostri occhi è dovuta al fatto che queste piccole particelle possono aggregarsi tra loro in strutture più grandi come le molecole e i solidi ionici.
Le grandezze che si possono misurare si chiamano grandezze fisiche. La comunità scientifica internazionale ha individuato sette grandezze indipendenti, dette grandezze fondamentali: lunghezza,massa,tempo,corrente elettrica, temperatura, quantità di sostanza e intensità luminosa. Dalla moltiplicazione e divisione delle sette unità fondamentali si ottengono le grandezze derivate.
Questo sistema è chiamato Sistema Internazionale di Unità ed è abbreviato con la sigla SI.
Le grandezze estensive dipendono dalla quantità di materia presente nel campione. Le grandezze intensive non dipendono dalla quantità di materia presente ma soltanto dalla natura del campione e dalle condizioni in cui esso si trova
La Lunghezza
Definizione: il metro è lo spazio percorso dalla luce(300.000 km/s) nel vuoto durante un miliardesimo di secondo.
Unità di misura: metro m
Metodo di misura: l’antico metro campione era in platino-iridio, conservato a Sevres in Francia.
Caratteristiche: Il metro è molto grande per le dimensioni di atomi, molecole ecc. in questo caso si adotta il sottomultiplo nanometro(10-9 m) o l’angstrom (10-10 m).
Il Tempo
Definizione: il secondo è l’intervallo di tempo necessario perché una radiazione del Cesio-133 compia 9.000.000.000 di vibrazioni.
Unità di misura: secondo s
Metodo di misura: oggi orologi atomici, prima il secondo era 1/86400 parte del giorno.
Il Volume
Definizione: è una grandezza derivata da una lunghezza
Unità di misura: metro cubo m3 oppure litro L
Formula: 1 litro = 10-3 m3 1 L = 1 dm3 1 ml = 1cm3
La Massa
Definizione: è la misura dell’inerzia di un corpo e cioè la misura della resistenza che il corpo oppone alla variazione del suo stato di quiete o di moto.
Unità di misura: kilogrammo Kg
Metodo di misura: Bilancia a bracci uguali (prima era un cilindro di platino-iridio).
Caratteristiche: Rimane la stessa in tutti i luoghi
Il Peso
Definizione: è la forza di un corpo con cui esso viene attratto dalla Terra.
Unità di misura: Newton N
Metodo di misura: dinamometro
Formula: P = m * g kg * m/s2
Caratteristiche: Cambia da luogo a luogo a seconda del valore dell’accelerazione di gravità.
La Pressione
Definizione: la pressione è data dal rapporto tra la forza, che agisce perpendicolarmente alla superficie e la superficie stessa. Grandezza Intensiva
Unità di misura: Pascal Pa
Metodo di misura: barometro, in una bacinella contenente mercurio viene immerso un tubo chiuso a un estremità e a causa della pressione che subisce la bacinella il mercurio sale o scende nel tubo.
Formula: pressione = F/m2 = (Kg * m/s2) / m2
Caratteristiche: misurando la pressione al livello del mare il mercurio sale a 760 mmHg(millimetri di mercurio) questa unità corrisponde a 1 atmosfera atm.
La Densità
Definizione: la densità assoluta è il rapporto tra la massa e il del corpo. La densità relativa è il rapporto tra la massa di un corpo misurata a 20 gradi e la massa di un uguale volume di acqua distillata misurata a 4 gradi.
Unità di misura: kilogrammo al metro cubo Kg/m3
Caratteristiche: La densità è una proprietà intensiva, ma varia al variare della temperatura e della pressione (+temperatura = + volume). Per questo si parla di densità relativa.
Il Peso specifico
Definizione: è il rapporto tra il peso del corpo e il suo volume.
Unità di misura: Newton al metro cubo N/m3
Formula: Ps= P/V = (m*g)/V = (kg * m/s2)/V = densità * accelerazione di gravità
Energia – Lavoro
Definizione: è la capacità di un corpo di eseguire lavoro o di trasferire calore.
Unità di misura: Joule J
Formula: J = N * m = kg * m2/s2
Caratteristiche: si utilizza anche la caloria, cal che corrisponde a 4,186 J.
Energia cinetica
Definizione: è l’energia associata al movimento dei corpi.
Unità di misura: Joule J
Formula: ½ massa * velocità2 = ½ kg * m2/s2
Energia Potenziale
Definizione: è l’energia posseduta da un corpo in virtù della sua posizione o composizione (ad esempio, mangiando 1 g di zucchero libero una quantità di energia, mangiando 1 g di grasso libero un quantità di energia diversa).
Unità di misura: Joule J
Formula: m * g * h = kg * 9,8 m/s2 * h
La Temperatura
Definizione: è una grandezza intensiva che ci fornisce indicazioni relative all’energia cinetica media delle particelle di un corpo.
Unità di misura: Kelvin K (parte dallo zero assoluto) oppure Celsius °C
Formula: K = +273,15 °C °C = -273,15 K
Caratteristiche: Queste sono scale centigrade, perché prendono come riferimento due temperature a 100 gradi di differenza l’una dall’altra (0, il ghiaccio che fonde 100, l’acqua che bolle)
Il Calore
Definizione: è un trasferimento di energia tra due corpi che si trovano inizialmente a temperature diverse. Il calore è una grandezza estensiva (esempio: il termosifone a 3 o a 10 elementi)
Unità di misura: Joule J
Caratteristiche: L’effetto provocato su un corpo da una quantità di calore dipende dalla natura del corpo. Es: quando scaldiamo con uguali quantità di calore 1 kg d’acqua e 1 kg di ferro registriamo temperature differenti.
Il Calore specifico
Definizione: è la quantità di energia assorbita da 1 kg di materiale che provoca un aumento(o una diminuzione) di temperatura di 1 K.
Unità di misura: Joule al kilogrammo per 1 Kelvin J/kg * K
Metodo di misura: calorimetro, dispositivo che registra i cambiamenti di temperatura che il trasferimento di energia provoca.
Formula: Calore = m(massa) * c(calore specifico) * (t2-t1) variazione di temperatura
Caratteristiche: ecco qui alcuni calori specifici di alcuni materiali.
MATERIALE |
Calore Specifico (J/g * °C) |
Calore Specifico (cal/g °C) |
Acqua |
4,18 |
1,00 |
Alluminio |
0,9 |
0,215 |
Aria |
1,00 |
0,24 |
Rame |
0,385 |
0,092 |
Piombo |
0,142 |
0,034 |
Ferro |
0,45 |
0,107 |
Fonte: http://classe1e.altervista.org/download/CHIMICA%20-%20Misure%20e%20grandezze.doc
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"Ciò che sappiamo è una goccia, ciò che ignoriamo un oceano!" Isaac Newton. Essendo impossibile tenere a mente l'enorme quantità di informazioni, l'importante è sapere dove ritrovare l'informazione quando questa serve. U. Eco
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