LA TEMPERATURA
Le particelle che compongono ogni sostanza, qualunque sia lo stato di aggregazione in cui si trova, sono in continuo
movimento.
tale fenomeno si chiama agitazione termica.
La temperatura è un indice del grado di agitazione termica: quanto maggiore è l’agitazione termica, tanto maggiore è la temperatura di una sostanza. E’ una delle 7 grandezze fisiche fondamentali.
Il concetto di temperatura nasce come tentativo di quantificare le nozioni comuni di
"caldo" e "freddo".
Gli strumenti per misurare la temperatura sono i termometri, basati sul fenomeno della dilatazione termica.
Esistono diverse scale termometriche, le più usate sono la Kelvin e la Celsius.
SCALE TERMOMETRICHE
Le scale termometriche più diffuse sono la scala kelvin (usata nel S.I.) e la scala Celsius (usata nella vita comune).
Le due scale differiscono essenzialmente nel valore assegnato allo zero, cioè al punto iniziale, della scala:
La scala Celsius è tarata in base a 2 punti fissi: la temperatura del ghiaccio che fonde, cui attribuiamo il valore 0°C, e la temperatura dell’acqua che bolle, cui attribuiamo il valore 100°C.
L’intervallo così individuato viene diviso in 100 parti di cui ognuna vale quindi 1°C.
La scala Kelvin è tarata in base allo zero assoluto, che è la temperatura teorica più bassa cui può arrivare la materia, il cui valore in gradi Celsius è -273,15°C. Il valore di un grado Kelvin è identico a quello Celsius, cioè 1K = 1°C.
NOTA: Nella scala Kelvin non possono esserci valori di temperatura negativi in quanto ha come zero la temperatura più bassa che possa mai esistere.
CONVERSIO NE
T = ( C ° t + 273 ) K
T = ( C ° t + 273 ) K
t= ( T K −273 ) C °
t= ( T K −273 ) C °
DILATAZIONE TERMICA
DILATAZIONE TERMICA: AUMENTO DI VOLUME DEI
CORPI DOVUTO ALL’AUMENTO DELLA TEMPERATURA.
DILATAZIONE LINEARE
Se una dimensione prevale sulle altre due (come per un filo o un’asta) si parla di
dilatazione lineare.
L’aumento di lunghezza Δl dipende dalla sostanza di cui è fatto il corpo ed è
direttamente proporzionale:
-alla lunghezza iniziale l0 del corpo;
-alla variazione di temperatura ΔT (ΔT = T – T0) subita dal corpo.
+ ()
COEFFICIENTE DI DILATAZIONE
Nel SI il coefficiente di dilatazione lineare λ si misura in K-1 La variazione di temperatura ΔT = T – T0 ha lo stesso valore
numerico espressa in K e in °C, pertanto λ ha lo stesso valore in K-1 o in °C-1
Δ l=� 0 �Δ t
�= ∆�
�0 = �
� ∗ � = 1
� =�− 1
DILATAZIONE VOLUMICA
() () ()
V= a*b*c Vi= ai*bi*ci
+3+3
V =V i ( 1+α △t )
V =V i ( 1+α △t )
TRASFORMAZIONE NEI GAS
LE TRASFORMAZIONI DI UN GAS
Per studiare un gas dobbiamo racchiuderlo in un contenitore.
Lo stato di un gas è descritto da 4 grandezze:
1.Massa, che possiamo misurare cin una bilancia;
2.Il volume V, che determiniamo conoscendo l’area di base del cilindro e misurando l’altezza a cui si trova il pistone (V=S*h)
3.La temperatura t, che misuriamo col termometro
4.La pressione P, che misuriamo col manometro
Mantenendo la stessa massa vi sono due modi per intervenire sullo stato del gas:
1. Variando la pressione aggiungendo pesetti sopra al pistone;
2. Aumentando la temperatura ponendo sotto al recipiente un fornellino.
TRASFORMAZIONE ISOBARA: LA 1
aLEGGE DI GAY- LUSSAC
Una trasformazione si dice isobara quando è a pressione costante:
1. All’inizio fissiamo una pressione al gas appoggiando sul pistone un certo numero di pesetti.
2. Scaldiamo il gas con un fornello e notiamo che il gas si espande cioè aumenta di volume.
� =� 0(1+� �)
�=3,66 ∗ 10−3° �−1= 1 273 ° �
α il coefficiente di dilatazione volumica nei gas non cambia da una sostanza ad un’altra ed è circa:
1+� �=1+
(
273 °1 �)(
�� −273)
° �=1+ �273 � −1= �� 0
� = � 0
� 0 �
I GRAFICI DELLA 1
aLEGGE DI GAY-LUSSAC
p
v
v
t
A B
A
B
tA tB
o o
TRASFORMAZIONE ISOCORA: LA 2
aLEGGE DI GAY- LUSSAC
Una trasformazione si dice isocora quando è a volume costante:
1. Con un manometro leggiamo la pressione inziale del gas che occupa un determinato volume e rileviamo anche la sua temperatura.
2. Accendiamo il fornellino per aumentare la
temperatura e manteniamo costante il volume aggiungendo i pesetti. La pressione misurata col manometro cresce
�=� 0 (1+� �)
�=3,66 ∗ 10−3° �−1= 1 273 ° �
α il coefficiente di dilatazione volumica nei gas non cambia da una sostanza ad un’altra ed è circa:
1+� �=1+
(
273 °1 �)(
�� −273)
° �=1+ �273 � −1= �� 0
�= � 0
� 0 �
I GRAFICI DELLA 2
aLEGGE DI GAY-LUSSAC
p
v
p
t A
B
A
B
tA tB
o o
TRASFORMAZIONE ISOTERMA: LA LEGGE DI BOYLE
Una trasformazione si dice isoterma quando è a temperatura costante:
1. Se aggiungiamo dei pesetti sul pistone,
quando il volume è dimezzato noteremo che la pressione sarà raddoppiata
�� =��� �
p
o v
A
B
��= 1
� �
La legge di Boyle stabilisce che, a temperatura costante, il prodotto del volume da un gas per la sua pressione rimane costante.
Quindi la pressione e il volume sono inversamente proporzionali
IL GAS PERFETTO
Un gas che obbedisce alle due leggi di Gay-Lussac e alla legge di Boyle si chiama gas perfetto
�� = �0� 0
� 0 �
Se supponiamo che un gas effettui una trasformazione isoterma otteniamo che (legge di Boyle);
Se a questo stesso gas ora facciamo subire un trasformazione isobara otterremo ( prima legge Gay-Lussac);
Sostituiamo V’0
Da cui:
ATOMI E MOLECOLE
La massa atomica di un elemento è la massa di quell’atomo misurata in unità di massa atomica.
1u=1,6605*10^-27Kg
La massa molecolare di una sostanza è la massa della molecola di quella sostanza misurata in unità di massa atomica.
Una quantità di qualunque sostanza che abbia una
massa in grammi numericamente uguale alla sua massa atomica o molecolare contiene un numero di atomi o
molecole uguale al numero di Avogadro.
LA MOLE
Una mole di una sostanza è la quantità di tale sostanza che contiene un numero di Avogadro di atomi o molecole:
N=NAn
La massa molare M di una sostanza è il rapporto tra la massa in g di una data sostanza e il numero di molecole che essa
contiene:
•
L’EQUAZIONE DI STATO PER IL GAS PERFETTO
A pressione e temperature fissate, il volume occupato a un gas è direttamente proporzionale al numero di particelle che lo
compongono, cioè al numero n di moli del gas.
R=8,3145
•
�� = �0� 0
� 0 �
LA LEGGE DI AVOGADRO
Volumi uguali di gas diversi, mantenuti alla stessa temperatura e alla stessa pressione, contengono lo stesso numero di
particelle.
