LA MASSA
• Lunghezza, superficie e volume sono
grandezze fisiche che, insieme alla forma
ci consentono di definire un oggetto.Tali
proprietà vengono definite varianti in
quanto variano al variare della
temperatura.
• Esiste un’altra proprietà intrinseca della
materia che ci consente di diversificare i
diversi oggetti: la massa.
• Essa rappresenta la quantità di materia
presente in un corpo ed è una proprietà
invariante in quanto rimane tale in tutti i
punti dell’Universo e non varia al variare di
parametri esterni quali la temperatura, la
pressione o altro.
• Possiede la caratteristica dell’ADDITIVITÀ
in quanto la massa di 2 corpi si può
sommare.
LA MASSA
• E’ una grandezza
fondamentale del S.I. e la
relativa unità di misura è il
Kg. E’ anche un esempio di
GRANDEZZA ESTENSIVA in
quanto dipende dalla
quantità di materia.
• Il campione di riferimento è
un cilindro di platino – iridio
che si trova nel Museo di
Sèvres (Parigi).
• Ad esso corrisponde
esattamente 1 litro di
acqua distillata alla
temperatura di 4°C.
• Lo strumento
comunemente usato per
misurare la massa è la
bilancia a 2 bracci.
IL PESO
• Il peso è la forza con la quale la Terra
attrae un oggetto a sé.
• Tale forza in termini fisici viene chiamata
forza di gravità o forza di attrazione
gravitazionale: è direttamente
proporzionale alla sua massa, ma
diminuisce all’aumentare della distanza
dal centro della Terra (legge di Newton).
Per questo i corpi sulla Terra pesano di più
spostandosi dall’equatore verso i poli (in
quanto essi, per via dello schiacciamento
polare, sono più vicini al centro della
Terra).
• Affinché un corpo possa sfuggire alla forza
di gravità esercitata dalla Terra, dovrebbe
possedere una velocità superiore a 11 Km/s
(velocità di fuga della Terra).
IL PESO
• Il peso è direttamente proporzionale alla massa ed
all’accelerazione di gravità, che sulla Terra è di 9,8
m/s2. Infatti la sua formula è: p = m * g
• E’ una proprietà intrinseca della materia, ma , al
contrario della massa, è VARIANTE in quanto varia
al variare della massa del corpo che attira un
oggetto (es. un uomo sulla Luna peserebbe circa 6
volte meno rispetto alla Terra).
• L’unità di misura è il Kg peso e lo strumento relativo
è il dinamometro. Esso è costituito da una molla che
porta, all’estremità inferiore un gancio al quale
possono essere attaccati dei pesetti. Ogni pesetto,
per effetto della forza di gravità, provocherà un
certo allungamento della molla a cui corrisponde un
indice che scorre lungo una scala tarata e che
corrisponde così al peso dell’oggetto.
• Anche il peso possiede la proprietà dell’ADDITIVITÀ
ed è una grandezza ESTENSIVA.
DINAMOMETRO
LA DENSITA’
• Due oggetti che occupano lo stesso
volume hanno masse diverse quando
la materia di cui sono costituiti è
diversa. Ad es. un cubo di ferro ed
uno di legno.
Cubo di ferro
Allo stesso modo, 2 oggetti
aventi la stessa massa occupano
volumi diversi se sono composti
da materia diversa. Es. 1 Kg di
noci ed 1 Kg di ananas.
Cubo di legno
LA DENSITA’
• Dagli esempi fatti si deduce che esiste una
relazione che lega tra di loro la massa ed il
volume di oggetti formati dallo stesso tipo
di materia: la densità.
• La densità è il rapporto tra la massa ed il
volume di un corpo: d = m / V e
corrisponde alla massa contenuta in un
volume unitario.
• E’ una grandezza derivata del S.I. e la sua
unità di misura è: Kg / m3 che esprime la
massa che avrebbe un oggetto di forma
cubica avente il lato lungo 1 metro. Si
possono usare anche i sottomultipli di
entrambi ( g / cm3 ) ossia g / ml. Ad es. dire
che il mercurio ha una densità di 13,595
g / ml significa che 1 ml di mercurio ha una
massa di 13,595 g.
CARATTERISTICHE DELLA DENSITA’
• E’ una grandezza derivata del S.I.
• E’ una grandezza INTENSIVA perché non
dipende dalla quantità di materia contenuta
in un corpo, ma dalla sua natura e dalle
condizioni alle quali si trova. Ad es. 1 ml
d’acqua ha la stessa densità di 1 L d’acqua,
1 g di oro ha la stessa densità di un Kg
d’oro in quanto la materia è la stessa. Ciò
significa che il suo valore rimane invariato
se usiamo multipli o sottomultipli della sua
unità di misura in quanto il rapporto non
cambia. Es. 500 cm3 di latte pesano 515 g
(d=1,03 g/ cm3) e 1000 cm3 pesano 1030 g
(d=1,03 g/ cm3).
• E’ una grandezza VARIANTE in quanto varia
al variare della temperatura e, per i gas,
della pressione e non possiede la
caratteristica dell’ADDITIVITA’.
PESO SPECIFICO
• Ha le stesse caratteristiche della
densità, ma al posto della massa
consideriamo il peso, tenendo
presente il diverso significato che
questo possiede rispetto ad essa.
• La formula è:
Ps = p / V
• L’unità di misura è la stessa.
LA TEMPERATURA
• La temperatura è una grandezza fondamentale del
S.I.
• L’unità di misura nel S.I. è il grado Kelvin il cui
simbolo è °K (scala Kelvin detta dello “zero
assoluto”), ma nella pratica si usa il grado Celsius o
grado centigrado, il cui simbolo è °C.
• E’ una grandezza INTENSIVA in quanto non dipende
dalla quantità di materia contenuta in un corpo.
• Esprime la tendenza che ha il calore a trasferirsi da
un sistema all’altro. E’, quindi una misura del calore.
• E’ una grandezza VARIANTE in quanto può variare.
• Non possiede la caratteristica dell’ADDITIVITA’ in
quanto se, ad es., mettiamo insieme 2 sostanze con
temperatura diversa, la temperatura totale non è la
somma delle temperature, bensì un valore
intermedio tra i due (TEMPERATURA DI EQUILIBRIO)
in quanto il calore si propaga dal corpo più caldo
verso quello più freddo per raggiungere l’equilibrio
termico.
SCALE TERMOMETRICHE
CELSIUS
KELVIN
FARHENHEIT
100°C
373,16 °K
212 °F
0 °C
273,16 °K
32 °F
- 273,16 °C
0 °K
SCALA CELSIUS
• La scala Celsius è suddivisa in 100
parti uguali ciascuna delle quali
prende il nome di grado centigrado.
• Esso rappresenta la centesima parte
dell’intervallo che esiste tra la
temperatura dell’acqua in ebollizione
e quella del ghiaccio che fonde (alla
pressione ambientale).
SCALA KELVIN
• La scala KELVIN è suddivisa in 100 parti
uguali ciascuna delle quali prende il nome
di grado Kelvin. Secondo tale scala l’acqua
congela a 273,16 °K e bolle a 373,16 °K.
• E’ chiamata scala dello zero assoluto in
quanto a zero gradi Kelvin corrisponde,
nella scala Celsius, la temperatura di
– 273,16 °C, ossia la temperatura più bassa
che possa esistere nell’Universo. Gli
scienziati hanno ipotizzato che a questa
temperatura la materia ha volume zero.
• Da quanto detto si deduce che nella scala
Kelvin non ci sono valori negativi.
SCALA FARHENHEIT
• E’ molto usata nei paesi
anglosassoni ed è suddivisa in 180
parti uguali ciascuna delle quali è
chiamata grado Farhenheit.
• A 0°C corrispondono nella
Farhenheit 32°F, mentre a 100°C
corrispondono 212°F.
MISURA DELLA TEMPERATURA
• Lo strumento più comunemente usato per
misurare la temperatura è il termometro a
liquido. Il mercurio e l’alcool sono i liquidi
più utilizzati. In particolare il mercurio è
l’unico metallo liquido a temperatura
ambiente.
• Il funzionamento del termometro si basa
sulla proprietà che hanno i liquidi, molto
più dei solidi, di dilatarsi con l’aumentare
della temperatura e tale fenomeno è reso
più evidente dalla sezione ridotta del tubo
lungo il quale il liquido è costretto a
scorrere.
• La taratura di un termometro può essere
effettuata facendo riferimento al punto di
congelamento dell’acqua (0°C) ed al punto
di ebollizione della stessa (100°C).
TIPI DI TERMOMETRO
• Termometro clinico: la temperatura è
compresa tra 35°C e 42°C. Serve per
misurare la temperatura corporea.
• Termometro domestico: la
temperatura è compresa tra 0°C e
40°C. Serve per misurare la
temperatura ambientale.
• Termometro da laboratorio: la
temperatura è compresa tra –10°C e
110°C. Viene usato per le esperienze
di laboratorio.