LA MATERIA

chimica

LA MATERIA

Si intende per materia tutto ciò che ha una massa, occupa uno spazio e possiede energia.

MASSA

La massa di un corpo rappresenta la quantità di materia che la costituisce (un linguaggio più tecnico definisce la massa come l'inerzia di un corpo, ossia la difficoltà che si incontra per spostare un corpo).

F = m x∙ a  forza = massa per accelerazione

m = massa = forza / accelerazione.

Se l'accelerazione è l'accelerazione di gravità g avremo: F = m∙g dove F corrisponde alla forza peso.

La massa si misura per confronto con un'altra quantità di materia, scelta come 626d33g campione, denominata Chilogrammo- massa. La massa campione (Chilogrammo- massa) è costituita da una certa quantità di una lega di platino e iridio che si trova depositata nel museo dei pesi e delle misure di Sevres in Francia.

  L'energia è l'attitudine a compiere un lavoro oppure la capacità di sviluppare calore ed il calore stesso.

L'energia può essere:

Immagazzinabile e trasportabile

Trasformabile

Scambiabile ossia trasferibile

L'energia immagazzinata viene detta energia potenziale, accumulata o inattiva. Quando essa viene impiegata o rilasciata viene detta energia cinetica o in movimento.

L'energia si manifesta in cinque forme:

1)Chimica 2)Elettrica 3)Meccanica 4)Radiante 5)Atomica

Ciascuna di queste forme può essere trasformata nelle altre. Ciascuna delle cinque forme possiede una propria unità di misura.

Per l'energia chimica si usa la caloria :quantità di calore necessaria per portare da 14,5 a 15,5 gradi centigradi un grammo di acqua distillata.

Energia termica o calore

È una forma di energia secondaria in quanto deriva e si produce dalle cinque forme primarie di energia. Es.

l'energia meccanica forma calore per attrito

l'energia elettrica forma calore quando incontra una resistenza

l'energia chimica " " nelle combustioni

l'energia radiante " " es. il sole

energia nucleare    " " nelle esplosioni nucleare.

Inoltre si forma calore ogni volta che avviene una trasformazione da un tipo all'altro di energia.

Calore e temperatura sono due cose diverse: il primo è una forma di energia, la seconda è una grandezza fisica. Non bisogna confondere il calore o energia termica con la temperatura: ad esempio se porto due diverse masse d'acqua alla stessa temperatura, per la massa maggiore devo fornire una maggior quantità di calore. Quindi le due masse pur avendo la stessa temperatura possiedono quantità di calore diverse. Quindi la temperatura , pur dipendendo dal calore, non si può identificare con esso. (È come la profondità di un fiume e la sua portata. Due fiumi con la stessa profondità possono avere diversa portata. Quindi la profondità non mi dice la quantità d'acqua presente, ma mi indica se essa sta aumentando o diminuendo).

La temperatura è una grandezza intensiva , cioè non dipende dalla quantità di materia, ma dalla sua natura e dalle condizioni nelle quali essa si trova.

Il calore (come la massa e il volume) è una grandezza estensiva, che dipende cioè dalla quantità di materia cui esso è riferito.

Per calcolare la variazione di energia termica che un sistema subisce nel passare dalla temperatura t₁ alla temperatura t₂, si usa la seguente relazione:   

= variazione di energia termica espressa in calorie

Calore specifico = quantità di calore necessaria per innalzare di 1° C la temperatura di 1 grammo di sostanza

c = calore specifico della sostanza

m    = massa della sostanza espressa in grammi

= t₂ - t₁ indica la variazione di temperatura

.CAMBIAMENTI DI STATO

sublimazione

fusione vaporizzazione

SOLIDO LIQUIDO VAPORE

solidificazione condensazione

brinamento

T

E

M

P

E sosta termica

R

A

T

U sosta termica

R

A

TEMPO

Man mano che viene fornita energia termica, la temperatura del sistema sale progressivamente. Si notano due soste termiche; cioè per due volte la temperatura rimane costante pur continuando la fornitura di energia. Ogni sosta termica coincide con l'inizio del cambiamento di stato del sistema. Le soste termiche durano finché sono in atto i cambiamenti di stato.

Nel passare dallo stato solido a quello liquido e da quello liquido a quello gassoso, le sostanze aumentano sempre più in mobilità.

Calore latente di fusione e di evaporazione è la quantità di calore che si deve fornire ad un grammo di sostanza che si trovi alla sua temperatura di fusione o di evaporazione per passare di stato senza aumento di temperatura. Questa quantità di energia che viene assorbite dalla sostanza durante le soste termiche, è spesa per vincere le forze di coesione molecolari e perciò la temperatura rimane costante. Nei passaggi inversi da gas a liquido e da liquido a solido, la sostanza libera energia in quantità pari a quella assorbita nei passaggi diretti. Questa energia si libera durante le soste termiche.

TEORIA CORPUSCOLARE E CINETICA DELLA MATERIA

COMPORTAMENTO DEI GAS

Legge di BOYLE : a temperatura costante il volume di un gas è inversamente proporzionale alla sua pressione. P x V = K

Legge di CHARLES : a volume costante se si riscalda un gas, la sua pressione aumenta, per ogni grado di temperatura, di della pressione esercitata dal gas a 0°C. P_t = P₀ (1+bt)

Legge di VOLTA-GAY LUSSAC : a pressione costante, se si riscalda un gas, il suo volume aumenta per ogni grado di temperatura di del volume occupato dal gas a 0°C. V_t=V₀(1+at)

MODELLO DEI GAS

L'esperienza ci dice che la densità dei gas è molto piccola. Ciò fa pensare che la massa dei gas, per risultare così modesta, deve essere rarefatta, ossia dispersa nello spazio (volume) da essa occupato. Traducendo in immagine questo concetto, si può supporre che un generico gas sia forato da un insieme di piccolissime 'particelle, distaccate tra loro e disperse nel vuoto. L'esperienza ci dice che i gas si possono comprimere. Questa affermazione sostiene quella precedente che tra le particelle dei gas esistono veramente degli spazi vuoti.

Altre informazioni ci dicono che i gas si muovono con velocità modesta e tendono ad occupare tutto lo spazio a disposizione. Ciò fa supporre che: le particelle del gas muovendosi si urtino e si ostacolino fra loro; esse non sono vincolate da sensibili forze di attrazione e repulsione.