Concetti Chiave
- La temperatura è una grandezza fisica misurabile tramite un termometro, ed è studiata dalla Termologia, la branca della fisica che si occupa del calore e della temperatura.
- La dilatazione termica avviene quando un corpo si riscalda, causando un aumento di volume; esistono dilatazioni lineari e volumiche, applicabili a solidi, liquidi e gas.
- I gas seguono diverse leggi basate sulle condizioni di temperatura, volume e pressione costante, come le leggi di Boyle e di Gay-Lussac, che descrivono il comportamento dei gas perfetti.
- Il numero di Avogadro definisce la quantità di particelle in una mole, stabilendo che volumi uguali di gas, alla stessa temperatura e pressione, contengono lo stesso numero di particelle.
- Il calore è energia in transito che passa da un corpo più caldo a uno più freddo, e la capacità termica misura l'energia necessaria per cambiare la temperatura di un corpo.
Grandezza fisica che può essere misurata da un termometro(termoscopio con scala graduata). La Termologia è quella parte della fisica che studia il calore e la temperatura. Il Termoscopio è il recipiente chiuso con un tappo in cui è infilato un tubicino trasparente. Nel recipiente c’è un liquido. Quando il calore riscalda il liquido aumenta il volume quindi raggiunge un livello più alto
Aumento della temperatura comporta una dilatazione termica
Dilatazione termica
Lineare: dilatazione di cui un corpo che viene scaldato
* Lo = lunghezza iniziale
* L = lunghezza finale
* L –Lo = Lo(COEFFICIENTE DI DILATAZIONE LINEARE)delta t
* L =Lo (1 +(COEFFICIENTE DI DILATAZIONE LINEARE)delta t) proporzionalità lineare (retta)
Dilatazione volumica
* V = Vo ( 1+άt) * ά = 3T
formula sia per solidi che per i liquidi che per i gas
* ά= 1/273
comportamento anomalo dell’acqua tra 0° e 4°quando la temperatura aumenta tra 0° e 4° invece di avere una dilatazione diminuisce il volume quindi densità è maggiore
Dilatazione dei liquidi
I liquidi a pressione costate si dilatano dieci volte in più dei solidi
* V = Vo(1 + άt)
Gas
1) Isoterma : temperatura costante
2) Isocora : volume costante
3) Isobara : pressione costante
Prima legge di gay lussac
legge isobara
se aumenta la temperatura aumenta il volume
V = Vo(1 + άt)
Quando la temperatura si abbassa e diventa liquido
Questa legge vale quando il gas non è troppo compresso e lontano dalla temperatura di liquefazione legge di boyle
PV = P1V1
La pressione non deve aumentare troppo velocemente perché altrimenti aumenta la temperatura.
Il prodotto della pressione per il volume, a temperatura costante, rimane sempre costante.
Seconda legge di gay lussac
P = Po(1+ άt) To =273
La pressione è direttamente proporzionale alla temperatura associata
Gas perfetto
Un gas ideale che segue la legge di boyle e le due di gay lussac, che è piuttosto rarefatto, e che la sua temperatura è molto maggiore di quella in cui si liquefa si chiama gas perfetto.
Equazione di stato del gas perfetto:
PV = (Po Vo/To)T
ISOTERMA To = T PV = PoVo Boyle
ISOBARA P = Po V = (Vo/To)T 1° GAY LUSSAC
ISOCORA V = Vo P = (Po/To)T 2° GAY LUSSAC
Peso atomico: è la massa dell’atomo misurata in un unità di massa atomica ha come simbolo U=1,6605x 10-27
Peso molecolare: è la massa della molecola misurata in un unità di massa atomica
Le molecole in generale si attraggono quando le distanze sono maggiori se invece sono minori si respingono
N° avogadro : Na=6,023
Una quantità di una qualunque sostanza che ha una massa numericamente uguale al suo peso atomico (o molecolare)contiene una quantità di atomi o molecole uguale al numero di avogadro
Mole : la quantità della sostanza che contiene n° di avogadro di atomi o molecole
Legge di avogadro: volumi uguali di sostanze diverse mantenuti alla stessa temperatura e alla stessa pressione contengono lo stesso numero di particelle
Il calore
Possiamo scaldare un corpo in due modi:
1) mediante calore proveniente da un corpo più caldo
2) mediante una forza che compie un lavoro
si ha un passaggio di calore quando c’è un dislivello di temperatura: il calore fluisce da un corpo più caldo a quello più freddo
calore
il calore è l'energia in transito, in movimento con la macchina di joule si è dimostrato sperimentalmente che per aumentare di un grado kelvin la temperatura di un kg d’acqua è necessario un lavoro di 4186J.
capacita termica
la capacita termica è il rapporto tra la quantità di energia necessaria per aumentare la temperatura di un corpo e la variazione di temperatura C = delta E/ delta T
Calore specifico è la quantità di energia necessaria per aumentare di 1 k la temperatura di 1kgdi massa di quella sostanza Cs =c/m
Domande da interrogazione
- Che cos'è la temperatura e come viene misurata?
- Qual è il comportamento anomalo dell'acqua tra 0° e 4°?
- Quali sono le leggi di Gay-Lussac e come si applicano ai gas?
- Che cos'è un gas perfetto e quale equazione lo descrive?
- Come si definisce la capacità termica e il calore specifico?
La temperatura è una grandezza fisica che può essere misurata da un termometro, un dispositivo che utilizza un termoscopio con scala graduata.
Tra 0° e 4°, l'acqua si comporta in modo anomalo poiché, invece di dilatarsi con l'aumento della temperatura, il suo volume diminuisce e la densità aumenta.
Le leggi di Gay-Lussac includono la legge isobara, che afferma che il volume di un gas aumenta con l'aumento della temperatura a pressione costante, e la seconda legge, che stabilisce che la pressione è direttamente proporzionale alla temperatura.
Un gas perfetto è un gas ideale che segue la legge di Boyle e le leggi di Gay-Lussac, ed è descritto dall'equazione di stato PV = (Po Vo/To)T.
La capacità termica è il rapporto tra l'energia necessaria per aumentare la temperatura di un corpo e la variazione di temperatura, mentre il calore specifico è l'energia necessaria per aumentare di 1 K la temperatura di 1 kg di una sostanza.
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