Introduzione alle grandezze fisiche e ai costituenti della materia

Gli oggetti e i fenomeni di cui si occupa la scienza possiedono proprietà che si possono misurare dette GRANDEZZE FISICHE.

Esistono grandezze fondamentali e grandezze derivate.

Grandezze fondamentali :

Lunghezza metro m

Massa chilogrammo kg

Tempo secondo s

Temperatura kelvin K

Intensità di corrente ampère A

Quantità di sostanza mole mol

Intensità luminosa candela cd

Grandezze derivate :

volume metro cubo m alla 3

velocità metro al secondo m/s

forza newton N=kg x m/s alla 2

pressione pascal Pa = N/m alla 2

densità chilogrammo per dm alla 3 kg/dm alla 3

energia joule J=N x m

carica elettrica coulomb C= A x s

Multipli :

Giga un miliardo di volte

Mega un milione di volte

Chilo mille volte

Etto cento volte

Deca dieci volte

Sottomultipli:

deci dieci volte

centi cento volte

milli mille volte

micro un milione

nano un miliardo

Forza, massa e peso

• La forza

La forza ( F ) è definita come la causa della variazione dello stato di moto o quiete di un corpo, quindi determina una variazione di velocità detta accelerazione ( a ).

• La massa

La massa (m) di un corpo può essere definita come la grandezza che esprime la quantità di materia di cui esso è fatto.

Forza, accelerazione e massa sono legate dalla relazione: F = m x a

• Il peso

Peso ( p ) è la forza di cui risente la massa di un corpo per effetto dell’attrazione gravitazionale.

Il peso di un corpo è direttamente proporzionale alla sua massa secondo la relazione: P = m x g (g= accelerazione di gravità 9,8 m/s2)

• La densità

La densità ( d ) di un corpo è data dal rapporto tra la sua massa e il suo volume. d= m/V

• L’energia

L’energia può essere definita come la capacità di un corpo di compiere un lavoro.

Esistono vari tipi di energia :

• Energia meccanica : somma tra energia cinetica e potenziale

• Energia termica : trasferisce calore da un corpo più caldo a uno più freddo

• Energia elettrica : associata a cariche elettriche in movimento

• Energia chimica: associata alla rottura e alla formazione di legami chimici tra atomi e molecole

• Energia radiante : detta anche energia elettromagnetica, emessa dal sole e che raggiunge la terra sotto forma di radiazioni elettromagnetiche

• Energia nucleare : “racchiusa “ nel nucleo degli atomi e si libera in caso di reazioni di fusione e di fissione

Che cosa sono temperatura e calore?

Temperatura e calore

1. La temperatura è la grandezza che permette di musare quanto un corpo è caldo o freddo o quanto è più caldo o freddo di un altro. Ciò che ci indica la temperatura è il grado di agitazione termica o livello termico di un corpo, vale a dire l’energia cinetica media delle sue particelle.

2. Il calore è una forma di energia che si traferisce spontaneamente da un corpo più caldo a uno più freddo, cioè da un corpo a una certa temperatura a un altro a temperatura inferiore. Il calore è qualcosa che fluisce da un corpo all’altro è la causa delle variazioni di temperatura.

La temperatura si misura per mezzo di termometri che fanno riferimento a scale termometriche:

Scala celsius e Scala kelvin.

La prima ha come riferimento 0 centigradi (congelamento dell’acqua)

e come riferimento superiore 100 bradi centigradi ( ebollizione)

La scala kelvin o assoluta unità di misura il grado kelvin

ha come punto di riferimento inferiore lo 0 assoluto che corrisponde a - 273’15 gradi centigradi.

Per passare dai gradi Celsius ai gradi Kelvin si applica la formula :

t (k) = t (c) + 273’15

Pressione e stati della materia

La pressione

pressione esprime il rapporto tra una forza (F) e la superfice (S) su cui essa si esercita. P= F/S

• Gli stati fisici della materia

1. I solidi :

hanno forma e volume proprio . le particele sono tenute insieme da forze di coesione hanno scarse possibilità di movimento.

2. I liquidi :

hanno volume proprio ma non forma. Le particelle sono libere di muoversi ma rimangono in contatto reciproco.

3. Gli aeriformi :

comprendono gas e vapori e non hanno forma e volume propri.

• I passaggi di stato :

Fusione: da solido a liquido

Solidificazione :da liquido a solido

Vaporizzazione: da liquido a aeriforme. E detta evaporazione se interessa solo la superfice liquida, ebollizione se interessa l’intera massa del liquido.

Condensazione: da aeriforme a liquido

Sublimazione: da solido a aeriforme

Brinamento : da aeriforme a solido.

Costituenti chimici della materia

I costituenti chimici della materia

• L’atomo

L’atomo: è la più piccola parte della materia

• Un’ elemento

Elemento: sostanza costituita da atomi dello stesso elemento, sostanze semplici che non possono essere scomposte.

• Un composto

Composto: sostanza costituita da due o più elementi differenti combinati fra loro in proporzioni fisse.

Elementi e composti sono sostanze pure perché hanno una composizione definita e costante conservano sempre le stesse proprietà.

I miscugli sono mescolanze di sostanze pure.

I composti sono distinti in :

1. composti inorganici cioè minerali, rocce e materia inanimata e composti organici

2. composti del carbonio che costituiscono le strutture di organismi viventi.

La molecola è un raggruppamento di due o più atomi uguali o diversi tra loro e rappresentano la più piccola parte di un elemento o di un composto che è capace di esistenza indipendente pur conservando le proprietà della sostanza stessa.

Le molecole degli elementi sono costituite da due o più atomi uguali, mentre le molecole dei composti sono formate da due o più atomi differenti.