Materia La materia è tutto ciò che occupa uno spazio ed ha una massa.

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1 Materia La materia è tutto ciò che occupa uno spazio ed ha una massa. La più piccola particella della materia è l'atomo Sostanze La sostanza è una porzione di materia che presenta proprietà ben definite. La più piccola particella della sostanza che ha le stesse caratteristiche della sostanza è la molecola. Sostanza semplice o elemento è una sostanza la cui molecola è costituita da atomi uguali Sostanza composta o composto è una sostanza la cui molecola è costituita da atomi diversi Miscuglio di sostanze Il miscuglio è un insieme di sostanze pure mescolate in quantità variabili. I miscugli sono omogenei se non è possibile distinguere le varie sostanze. Esempi Soluzioni, leghe, miscele di gas. I miscugli sono eterogenei se le singole sostanze sono direttamente distinguibili. Soluzioni Esempi Sabbie, granito, nebbie, acqua+olio, schiume, sospensioni La soluzione è un miscuglio omogeneo e trasparente di una o più sostanze sciolte in una sostanza che è in maggior quantità. La sostanza in maggior quantità è detta solvente (che scioglie) Le sostanze in minor quantità sono dette soluti (che si sciolgono) Le soluzioni possono formarsi: fra due o più liquidi (vino, aceto,...), fra due o più gas (aria,...), fra liquidi e solidi (acqua e zucchero,...), fra liquidi e gas (acqua gasata). In una soluzione si chiama concentrazione il quoziente (percentuale) fra i grammi di soluto e i grammi di soluzione C= g soluto g soluzione x 100 Una soluzione si dice satura quando il soluto incomincia a depositarsi sul fondo. La capacità di un solvente di sciogliere più o meno soluto aumenta all'aumentare della temperatura. Pag. 1

2 Proprietà dei liquidi Forma propria Un liquido non ha forma propria perchè le molecole sono legate da deboli forze di coesione e, quindi, possono scorrere le une sulle altre. Superficie libera orizzontale Un liquido mantiene la sua superficie libera piana e orizzontale perchè le molecole a contatto con l'aria sono sottoposte alla stessa pressione dell'aria. Tensione superficiale Le molecole superficiali si attraggono fra di loro e vengono attratte dalle molecole interne. Si dice tensione superficiale la forza che attira le molecole dalla superficie verso l'interno. Grazie alla tensione superficiale la superficie dell'acqua può sorreggere corpi leggeri e le gocce dell'acqua hanno una superficie quasi sferica. Forza adesione La forza di adesione è la forza che fa aderire le molecole del liquido con la superficie del contenitore. Se la forza di adesione è alta la superficie del liquido ha una forma concava, altrimenti ha una forma convessa. Principio dei vasi comunicanti Un liquido versato in più contenitori di forma diversa e comunicanti fra loro si distribuisce raggiungendo lo stesso livello. Esempi La distribuzione dell'acqua dell'acquedotto negli edifici del paese. I pozzi artesiani Lo svuotamento di una damigiana attraverso un tibo di gomma. Capillarità La capillarità è il fenomeno per cui in un tubo capillare l'acqua raggiunge un'altezza maggiore che in un tubo più largo. Questo fenomeno si ha nei liquidi che bagnano le pareti del contenitore (liquidi con una forza di adesione). Pag. 2

3 Molecola È la più piccola particella di una sostanza che ha le stesse caratteristiche della sostanza. Le molecole all interno delle sostanze sono in continuo movimento. Il movimento molecolare è detto agitazione termica. Le molecole nelle sostanze si tengono vicine, attratte le une dalle altre da una particolare forza, detta forza di coesione. Ogni molecola è costituita da uno o più atomi uguali (elementi) o diversi (composti). Gli atomi nelle molecole sono tenuti insieme da legami chimici. H 2 O (molecola dell acqua) che è formata da due atomi di Idrogeno (H) e uno di Ossigeno (O) O 2 ( molecola dell ossigeno) è formata da due atomi di ossigeno O 3 ( molecola dell ozono) è formata da tre atomi di ossigeno CH 4 ( molecola del metano) è formata da 1 atomo di Carbonio ( C ) e 4 atomi di Idrogeno (H) Atomo È la più piccola particella della materia. Atomo (dal greco Atomos = indivisibile). In natura esistono 92 atomi diversi. Il più piccolo è quello dell idrogeno, il più grande è quello dell uranio. L'atomo è costituito da tre tipi di particelle: elettrone a carica negativa protone a carica positiva neutrone privo di carica In un atomo: i protoni e i neutroni formano il nucleo gli elettroni ruotano attorno al nucleo la quantità dei protoni è uguale alla quantità degli elettroni. la quantità dei neutroni non dipende dalla quantità di protoni. si chiama numero atomico la quantità di protoni. Il numero atomico massimo è 92 (Uranio). si chiama numero di massa la somma dei protoni e dei neutroni. La massa maggiore è quella dell' dell Uranio, 238 u.m.a. Pag. 3

4 Proprietà degli aeriformi Aeriformi sono tutte le sostanze che hanno la forma dell'aria. Gli eaeriformi si dividono in: gas, le sostanze che normalmente sono allo stato aeriforme vapori, aeriformi che derivano da sostanze che normalmente sono liquide o solide. Gli aeriformi: sono comprimibili perchè le molecole non hanno forze di coesione Dilatazione termica La dilatazione termica è l'aumento del volume di un corpo causato dall'aumento della temperatura. La dilatazione termica è maggiore negli aeriformi ove la coesione fra le molecole è minore minore nei solidi perchè è maggiore la coesione fra le molecole A causa della dilatazione termica, in uncorpo se aumenta la temperatura diminuisce la densità e il peso specifico. Solidi La dilatazione nei solidi è detta lineare se il corpo è allungato superficiale se il corpo si estende principalmente in larghezza e lunghezza (fogli) molumetrica se il corpo è egualmente esteso nelle tre dimensioni. Liquidi e aeriformi si dilatano egualmente nelle tre dimensioni. Pag. 4

5 Calcolo della dilatazione nei solidi Dilatazione lineare L=Lunghezza finale di un'asta L o = lunghezza iniziale dell'asta ΔL= variazione di lunghezza causata dalla variazione di temperatura ΔT=variazione di temperatura λ= coefficiente di dilazione lineare (psecifico per ogni materiale) ΔL= λ ΔT L 0 Quanto si allunga un binario ferroviario in acciaio lungo 36 m quando viene sottoposto a un'escursione termica pari a 30 C? Dilatazione cubica V=Volume finale V o = Volume iniziale ΔV= variazione di Volume α = coefficiente di dilazione lineare (psecifico per ogni materiale) (α=3λ) ΔV = λ ΔT V 0 λ α λ α Acciaio inox 0, , Oro 0, , Alluminio 0, , Ottone 0, , Alluminio leghe 0, , Piombo 0, , Bronzo (14%) 0, , Platino 0, , Calcestruzzo 0, , Polietilene 0, , Cromo 0, , PVC 0, , Ferro 0, , Rame 0, , Ghisa comune 0, , Silicio 0, , Granito 0, , Stagno 0, , Legname fibra dolce 0, , Tungsteno 0, , Legname forte 0, , Vetro 0, , Marmi 0, , Vetro Pyrex 0, , Mattoni 0, , Vetro temperato 0, , Mercurio 0, , Zinco 0, , , Acqua 0, , Benzina 0, Pag. 5

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