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La misura

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Page 1: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

La misura

LE GRANDEZZE FISICHE

Sono proprietagrave dei corpi per le quali egrave possibile eseguire operazioni di misura

sono grandezze fisiche la massa il tempo la lunghezza lrsquoaltezza ecc

La misura Misurare significa confrontare la grandezza con

lrsquounitagrave di misura scelta e vedere quante volte tale unitagrave di misura egrave contenuta nella grandezza da misurare

Tale procedimento ossia aver scelto uno strumento ed unrsquounitagrave di misura per valutare una grandezza fisica significa aver dato di tale grandezza una definizione operativa

Lrsquounitagrave di misura egrave la grandezza a cui corrisponde il valore 1

Tipologie di misurazioni

Misura diretta avviene per confronto della grandezza fisica

in esame con un altra scelta come campione Misura indiretta

viene derivata dalla misura di altre grandezze fisiche sfruttando le relazioni esistenti tra le varie grandezze fisiche (es v=st)

SISTEMA INTERNAZIONALE (SI)

Siccome alcune grandezze non possono essere ricavate da altre si sono scelte alcune di esse (dette GRANDEZZE FONDAMENTALI) per cui egrave necessario fissare le definizioni operative

Le altre grandezze si chiamano GRANDEZZE DERIVATE La scelta di queste grandezze nonchegrave della loro unitagrave di

misura egrave arbitraria Lrsquoinsieme di queste scelte definisce un SISTEMA DI UNITAgrave DI MISURA

Per creare un SISTEMA DI UNITAgrave DI MISURA si scelgono le grandezze fondamentali e le loro unitagrave di misura Le unitagrave di misura delle grandezze derivate si esprimono in termini di quelle delle grandezze fondamentali

Esistono numerosi sistemi fra i piugrave famosi il cgs il MKS il sistema degli ingegnerihellip

SISTEMA INTERNAZIONALE (SI)

Nel 1960 alla CONFERENZA INTERNAZIONALE DEI PESI e DELLE MISURE che si egrave tenuta a Parigi egrave stato introdotto un nuovo sistema di unitagrave di misura piugrave adatto alle esigenze della scienza moderna il SISTEMA INTERNAZIONALE

Esso comprende 7 grandezze fondamentali stabilisce le loro unitagrave di misura e quelle di tutte le grandezze da esse derivate

Per conservare i campioni di queste grandezze fisiche e delle loro unitagrave di misura egrave stato istituito un apposito Museo nella localitagrave di Segravevres vicino Parigi chiamato MUSEO INTERNAZIONALE DI PESI E MISURE

Le grandezze fondamentali sono indipendenti

da altre grandezze e si esprimono con una

sola unitagrave di misura

Le grandezze derivate sono correlate a piugrave

grandezze fondamentali e si esprimono

con relazioni tra piugrave unitagrave di misura

riepilogando

GRANDEZZE FONDAMENTALI DEL SI

Grandezza fondamentale

Simbolo Unitagrave di misura Simbolo

Lunghezza l metro m

Massa m chilogrammo kg

Tempo t secondo s

Corrente elettrica i Ampere A

Temperatura T Kelvin K

Intensitagrave luminosa

I candela cd

quantitagrave di sostanza

n mole mol

GRANDEZZE DERIVATE ( esempi )

Grandezza fondamentale

Simbolo derivata dahellip Unitagrave di misura

Area A o S l x l = l2 m2

Volume V l x l x l = l3 m3

Densitagrave δ mV kgm3

Velocitagrave v lt ms

Accelerazione a lt2 ms2

Forza F m x a kgms2

Energia E F x l kgm2s2

Equazioni dimensionali

bull Ad ogni grandezza misurata si associa una dimensione che egrave indipendente dallrsquounitagrave di misura con la quale viene espressa

bull Ciascuna grandezza fisica puograve essere espressa mediante unrsquoequazione dimensionalendash Esempi

bull la velocitagrave v ha equazione dimensionale [v] = [l][t-1]bull lrsquoarea A ha equazione dimensionale [A] = [l2]bull il volume V ha equazione dimensionale [V] = [l3]bull la forza F ha equazione dimensionale [F] = [m][l][t -2]

bull Grandezze omogenee hanno le stesse dimensioni e possono essere confrontate solo se dimensionalmente compatibili

bull NB alcune grandezze sono adimensionali (angoli frazione molarehellip)

Un esercizio per scaldarsi un porsquo

Calcolare le dimensioni delle grandezze

bull X1 = frac12mv2

bull X2 = magh

bull X3 = Fs

A quali grandezze corrispondono

Quali saranno le loro unitagrave di misura

Equazioni dimensionali

[X1]=[m][l2][t-2]

[X2]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

[X3]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

Energia

= Kg m2 s-2

SI convenzioni di scrittura delle udm

I simboli sono in minuscolo tranne quelli derivati dal nome di una persona Ad esempio nel SI lunitagrave di misura della pressione il pascal dedicato a Blaise Pascal egrave Pa il kelvin egrave K il newton egrave N

Eccezione il litro dove egrave accettabile sia la l che la LEgrave preferibile non usare il corsivo o il grassetto per i simboli in

modo da differenziarli dalle variabili matematiche e fisiche (ad esempio m per la massa m per il metro)

Inserire uno spazio tra i numeri ed i simboli 221 kg Il SI usa la virgola come separatore come in 2451 Il SI viene usato in ogni nazione e in alcune di esse il suo uso egrave

obbligatorio

Per effettuare le misure bisogna disporre di STRUMENTI DI MISURA

Caratteristiche fondamentali degli strumenti di misura sono PORTATA E SENSIBILITArsquo

bullLA PORTATA egrave il valore massimo misurabile con una sola operazione di misura

bullLA SENSIBILITArsquo egrave il valore piugrave piccolo che lo strumento puograve misurare

Misurare dunque significahellipbull Stabilire un protocollo per effettuare la misura di una

determinata grandezzabull Associare ad essa la corretta unitagrave di misura (omogenea

con la grandezza)bull Confrontare bull Ricavare il valore della misurabull Ricavare lrsquoincertezza della misurabull Il risultato di questo processo va necessariamente

espresso sotto questa forma

l = 3345 plusmn 0002 mSimbolo della grandezza

Valore della misura

Incertezza associata alla misura

Unitagrave di misura

Unitagrave pratiche e conversioni

ESEMPI DI UNITArsquo PRATICHELunghezza kilometro angstrom anno-luceTempo minuto ora giorno annoVolume litro millilitroVelocitagrave kilometrooraPressione atmosfera millimetro di mercurioEnergia elettronvolt chilowattora caloriaTemperatura grado celsius

Lrsquounitagrave di misura egrave fondamentale

Se si sbagliano le

unitarsquo di misura

Richiami di MatematicaPotenze di dieci

310 1000

3 110 0001

1000

Richiami di Matematicapotenze di dieci

37 10 7 1000 7000

3 17 10 7 0007

1000

306 10 06 1000 600

3 160 10 60 006

1000

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

3 4 3 3 33 10 4 10 3 10 40 10 43 10

Per sommare o sottrarre numeri scritti in notazione esponenziale occorre che compaia la stessa potenza

10 10 10

1010 10 10

10

n m n m

nn m n m

m

3 10 4 10 3 4 10 12 10n m n m n m

3 10 310 15 10

2 10 2

nn m n m

m

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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LE GRANDEZZE FISICHE

Sono proprietagrave dei corpi per le quali egrave possibile eseguire operazioni di misura

sono grandezze fisiche la massa il tempo la lunghezza lrsquoaltezza ecc

La misura Misurare significa confrontare la grandezza con

lrsquounitagrave di misura scelta e vedere quante volte tale unitagrave di misura egrave contenuta nella grandezza da misurare

Tale procedimento ossia aver scelto uno strumento ed unrsquounitagrave di misura per valutare una grandezza fisica significa aver dato di tale grandezza una definizione operativa

Lrsquounitagrave di misura egrave la grandezza a cui corrisponde il valore 1

Tipologie di misurazioni

Misura diretta avviene per confronto della grandezza fisica

in esame con un altra scelta come campione Misura indiretta

viene derivata dalla misura di altre grandezze fisiche sfruttando le relazioni esistenti tra le varie grandezze fisiche (es v=st)

SISTEMA INTERNAZIONALE (SI)

Siccome alcune grandezze non possono essere ricavate da altre si sono scelte alcune di esse (dette GRANDEZZE FONDAMENTALI) per cui egrave necessario fissare le definizioni operative

Le altre grandezze si chiamano GRANDEZZE DERIVATE La scelta di queste grandezze nonchegrave della loro unitagrave di

misura egrave arbitraria Lrsquoinsieme di queste scelte definisce un SISTEMA DI UNITAgrave DI MISURA

Per creare un SISTEMA DI UNITAgrave DI MISURA si scelgono le grandezze fondamentali e le loro unitagrave di misura Le unitagrave di misura delle grandezze derivate si esprimono in termini di quelle delle grandezze fondamentali

Esistono numerosi sistemi fra i piugrave famosi il cgs il MKS il sistema degli ingegnerihellip

SISTEMA INTERNAZIONALE (SI)

Nel 1960 alla CONFERENZA INTERNAZIONALE DEI PESI e DELLE MISURE che si egrave tenuta a Parigi egrave stato introdotto un nuovo sistema di unitagrave di misura piugrave adatto alle esigenze della scienza moderna il SISTEMA INTERNAZIONALE

Esso comprende 7 grandezze fondamentali stabilisce le loro unitagrave di misura e quelle di tutte le grandezze da esse derivate

Per conservare i campioni di queste grandezze fisiche e delle loro unitagrave di misura egrave stato istituito un apposito Museo nella localitagrave di Segravevres vicino Parigi chiamato MUSEO INTERNAZIONALE DI PESI E MISURE

Le grandezze fondamentali sono indipendenti

da altre grandezze e si esprimono con una

sola unitagrave di misura

Le grandezze derivate sono correlate a piugrave

grandezze fondamentali e si esprimono

con relazioni tra piugrave unitagrave di misura

riepilogando

GRANDEZZE FONDAMENTALI DEL SI

Grandezza fondamentale

Simbolo Unitagrave di misura Simbolo

Lunghezza l metro m

Massa m chilogrammo kg

Tempo t secondo s

Corrente elettrica i Ampere A

Temperatura T Kelvin K

Intensitagrave luminosa

I candela cd

quantitagrave di sostanza

n mole mol

GRANDEZZE DERIVATE ( esempi )

Grandezza fondamentale

Simbolo derivata dahellip Unitagrave di misura

Area A o S l x l = l2 m2

Volume V l x l x l = l3 m3

Densitagrave δ mV kgm3

Velocitagrave v lt ms

Accelerazione a lt2 ms2

Forza F m x a kgms2

Energia E F x l kgm2s2

Equazioni dimensionali

bull Ad ogni grandezza misurata si associa una dimensione che egrave indipendente dallrsquounitagrave di misura con la quale viene espressa

bull Ciascuna grandezza fisica puograve essere espressa mediante unrsquoequazione dimensionalendash Esempi

bull la velocitagrave v ha equazione dimensionale [v] = [l][t-1]bull lrsquoarea A ha equazione dimensionale [A] = [l2]bull il volume V ha equazione dimensionale [V] = [l3]bull la forza F ha equazione dimensionale [F] = [m][l][t -2]

bull Grandezze omogenee hanno le stesse dimensioni e possono essere confrontate solo se dimensionalmente compatibili

bull NB alcune grandezze sono adimensionali (angoli frazione molarehellip)

Un esercizio per scaldarsi un porsquo

Calcolare le dimensioni delle grandezze

bull X1 = frac12mv2

bull X2 = magh

bull X3 = Fs

A quali grandezze corrispondono

Quali saranno le loro unitagrave di misura

Equazioni dimensionali

[X1]=[m][l2][t-2]

[X2]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

[X3]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

Energia

= Kg m2 s-2

SI convenzioni di scrittura delle udm

I simboli sono in minuscolo tranne quelli derivati dal nome di una persona Ad esempio nel SI lunitagrave di misura della pressione il pascal dedicato a Blaise Pascal egrave Pa il kelvin egrave K il newton egrave N

Eccezione il litro dove egrave accettabile sia la l che la LEgrave preferibile non usare il corsivo o il grassetto per i simboli in

modo da differenziarli dalle variabili matematiche e fisiche (ad esempio m per la massa m per il metro)

Inserire uno spazio tra i numeri ed i simboli 221 kg Il SI usa la virgola come separatore come in 2451 Il SI viene usato in ogni nazione e in alcune di esse il suo uso egrave

obbligatorio

Per effettuare le misure bisogna disporre di STRUMENTI DI MISURA

Caratteristiche fondamentali degli strumenti di misura sono PORTATA E SENSIBILITArsquo

bullLA PORTATA egrave il valore massimo misurabile con una sola operazione di misura

bullLA SENSIBILITArsquo egrave il valore piugrave piccolo che lo strumento puograve misurare

Misurare dunque significahellipbull Stabilire un protocollo per effettuare la misura di una

determinata grandezzabull Associare ad essa la corretta unitagrave di misura (omogenea

con la grandezza)bull Confrontare bull Ricavare il valore della misurabull Ricavare lrsquoincertezza della misurabull Il risultato di questo processo va necessariamente

espresso sotto questa forma

l = 3345 plusmn 0002 mSimbolo della grandezza

Valore della misura

Incertezza associata alla misura

Unitagrave di misura

Unitagrave pratiche e conversioni

ESEMPI DI UNITArsquo PRATICHELunghezza kilometro angstrom anno-luceTempo minuto ora giorno annoVolume litro millilitroVelocitagrave kilometrooraPressione atmosfera millimetro di mercurioEnergia elettronvolt chilowattora caloriaTemperatura grado celsius

Lrsquounitagrave di misura egrave fondamentale

Se si sbagliano le

unitarsquo di misura

Richiami di MatematicaPotenze di dieci

310 1000

3 110 0001

1000

Richiami di Matematicapotenze di dieci

37 10 7 1000 7000

3 17 10 7 0007

1000

306 10 06 1000 600

3 160 10 60 006

1000

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

3 4 3 3 33 10 4 10 3 10 40 10 43 10

Per sommare o sottrarre numeri scritti in notazione esponenziale occorre che compaia la stessa potenza

10 10 10

1010 10 10

10

n m n m

nn m n m

m

3 10 4 10 3 4 10 12 10n m n m n m

3 10 310 15 10

2 10 2

nn m n m

m

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 3: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

La misura Misurare significa confrontare la grandezza con

lrsquounitagrave di misura scelta e vedere quante volte tale unitagrave di misura egrave contenuta nella grandezza da misurare

Tale procedimento ossia aver scelto uno strumento ed unrsquounitagrave di misura per valutare una grandezza fisica significa aver dato di tale grandezza una definizione operativa

Lrsquounitagrave di misura egrave la grandezza a cui corrisponde il valore 1

Tipologie di misurazioni

Misura diretta avviene per confronto della grandezza fisica

in esame con un altra scelta come campione Misura indiretta

viene derivata dalla misura di altre grandezze fisiche sfruttando le relazioni esistenti tra le varie grandezze fisiche (es v=st)

SISTEMA INTERNAZIONALE (SI)

Siccome alcune grandezze non possono essere ricavate da altre si sono scelte alcune di esse (dette GRANDEZZE FONDAMENTALI) per cui egrave necessario fissare le definizioni operative

Le altre grandezze si chiamano GRANDEZZE DERIVATE La scelta di queste grandezze nonchegrave della loro unitagrave di

misura egrave arbitraria Lrsquoinsieme di queste scelte definisce un SISTEMA DI UNITAgrave DI MISURA

Per creare un SISTEMA DI UNITAgrave DI MISURA si scelgono le grandezze fondamentali e le loro unitagrave di misura Le unitagrave di misura delle grandezze derivate si esprimono in termini di quelle delle grandezze fondamentali

Esistono numerosi sistemi fra i piugrave famosi il cgs il MKS il sistema degli ingegnerihellip

SISTEMA INTERNAZIONALE (SI)

Nel 1960 alla CONFERENZA INTERNAZIONALE DEI PESI e DELLE MISURE che si egrave tenuta a Parigi egrave stato introdotto un nuovo sistema di unitagrave di misura piugrave adatto alle esigenze della scienza moderna il SISTEMA INTERNAZIONALE

Esso comprende 7 grandezze fondamentali stabilisce le loro unitagrave di misura e quelle di tutte le grandezze da esse derivate

Per conservare i campioni di queste grandezze fisiche e delle loro unitagrave di misura egrave stato istituito un apposito Museo nella localitagrave di Segravevres vicino Parigi chiamato MUSEO INTERNAZIONALE DI PESI E MISURE

Le grandezze fondamentali sono indipendenti

da altre grandezze e si esprimono con una

sola unitagrave di misura

Le grandezze derivate sono correlate a piugrave

grandezze fondamentali e si esprimono

con relazioni tra piugrave unitagrave di misura

riepilogando

GRANDEZZE FONDAMENTALI DEL SI

Grandezza fondamentale

Simbolo Unitagrave di misura Simbolo

Lunghezza l metro m

Massa m chilogrammo kg

Tempo t secondo s

Corrente elettrica i Ampere A

Temperatura T Kelvin K

Intensitagrave luminosa

I candela cd

quantitagrave di sostanza

n mole mol

GRANDEZZE DERIVATE ( esempi )

Grandezza fondamentale

Simbolo derivata dahellip Unitagrave di misura

Area A o S l x l = l2 m2

Volume V l x l x l = l3 m3

Densitagrave δ mV kgm3

Velocitagrave v lt ms

Accelerazione a lt2 ms2

Forza F m x a kgms2

Energia E F x l kgm2s2

Equazioni dimensionali

bull Ad ogni grandezza misurata si associa una dimensione che egrave indipendente dallrsquounitagrave di misura con la quale viene espressa

bull Ciascuna grandezza fisica puograve essere espressa mediante unrsquoequazione dimensionalendash Esempi

bull la velocitagrave v ha equazione dimensionale [v] = [l][t-1]bull lrsquoarea A ha equazione dimensionale [A] = [l2]bull il volume V ha equazione dimensionale [V] = [l3]bull la forza F ha equazione dimensionale [F] = [m][l][t -2]

bull Grandezze omogenee hanno le stesse dimensioni e possono essere confrontate solo se dimensionalmente compatibili

bull NB alcune grandezze sono adimensionali (angoli frazione molarehellip)

Un esercizio per scaldarsi un porsquo

Calcolare le dimensioni delle grandezze

bull X1 = frac12mv2

bull X2 = magh

bull X3 = Fs

A quali grandezze corrispondono

Quali saranno le loro unitagrave di misura

Equazioni dimensionali

[X1]=[m][l2][t-2]

[X2]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

[X3]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

Energia

= Kg m2 s-2

SI convenzioni di scrittura delle udm

I simboli sono in minuscolo tranne quelli derivati dal nome di una persona Ad esempio nel SI lunitagrave di misura della pressione il pascal dedicato a Blaise Pascal egrave Pa il kelvin egrave K il newton egrave N

Eccezione il litro dove egrave accettabile sia la l che la LEgrave preferibile non usare il corsivo o il grassetto per i simboli in

modo da differenziarli dalle variabili matematiche e fisiche (ad esempio m per la massa m per il metro)

Inserire uno spazio tra i numeri ed i simboli 221 kg Il SI usa la virgola come separatore come in 2451 Il SI viene usato in ogni nazione e in alcune di esse il suo uso egrave

obbligatorio

Per effettuare le misure bisogna disporre di STRUMENTI DI MISURA

Caratteristiche fondamentali degli strumenti di misura sono PORTATA E SENSIBILITArsquo

bullLA PORTATA egrave il valore massimo misurabile con una sola operazione di misura

bullLA SENSIBILITArsquo egrave il valore piugrave piccolo che lo strumento puograve misurare

Misurare dunque significahellipbull Stabilire un protocollo per effettuare la misura di una

determinata grandezzabull Associare ad essa la corretta unitagrave di misura (omogenea

con la grandezza)bull Confrontare bull Ricavare il valore della misurabull Ricavare lrsquoincertezza della misurabull Il risultato di questo processo va necessariamente

espresso sotto questa forma

l = 3345 plusmn 0002 mSimbolo della grandezza

Valore della misura

Incertezza associata alla misura

Unitagrave di misura

Unitagrave pratiche e conversioni

ESEMPI DI UNITArsquo PRATICHELunghezza kilometro angstrom anno-luceTempo minuto ora giorno annoVolume litro millilitroVelocitagrave kilometrooraPressione atmosfera millimetro di mercurioEnergia elettronvolt chilowattora caloriaTemperatura grado celsius

Lrsquounitagrave di misura egrave fondamentale

Se si sbagliano le

unitarsquo di misura

Richiami di MatematicaPotenze di dieci

310 1000

3 110 0001

1000

Richiami di Matematicapotenze di dieci

37 10 7 1000 7000

3 17 10 7 0007

1000

306 10 06 1000 600

3 160 10 60 006

1000

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

3 4 3 3 33 10 4 10 3 10 40 10 43 10

Per sommare o sottrarre numeri scritti in notazione esponenziale occorre che compaia la stessa potenza

10 10 10

1010 10 10

10

n m n m

nn m n m

m

3 10 4 10 3 4 10 12 10n m n m n m

3 10 310 15 10

2 10 2

nn m n m

m

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 4: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Tipologie di misurazioni

Misura diretta avviene per confronto della grandezza fisica

in esame con un altra scelta come campione Misura indiretta

viene derivata dalla misura di altre grandezze fisiche sfruttando le relazioni esistenti tra le varie grandezze fisiche (es v=st)

SISTEMA INTERNAZIONALE (SI)

Siccome alcune grandezze non possono essere ricavate da altre si sono scelte alcune di esse (dette GRANDEZZE FONDAMENTALI) per cui egrave necessario fissare le definizioni operative

Le altre grandezze si chiamano GRANDEZZE DERIVATE La scelta di queste grandezze nonchegrave della loro unitagrave di

misura egrave arbitraria Lrsquoinsieme di queste scelte definisce un SISTEMA DI UNITAgrave DI MISURA

Per creare un SISTEMA DI UNITAgrave DI MISURA si scelgono le grandezze fondamentali e le loro unitagrave di misura Le unitagrave di misura delle grandezze derivate si esprimono in termini di quelle delle grandezze fondamentali

Esistono numerosi sistemi fra i piugrave famosi il cgs il MKS il sistema degli ingegnerihellip

SISTEMA INTERNAZIONALE (SI)

Nel 1960 alla CONFERENZA INTERNAZIONALE DEI PESI e DELLE MISURE che si egrave tenuta a Parigi egrave stato introdotto un nuovo sistema di unitagrave di misura piugrave adatto alle esigenze della scienza moderna il SISTEMA INTERNAZIONALE

Esso comprende 7 grandezze fondamentali stabilisce le loro unitagrave di misura e quelle di tutte le grandezze da esse derivate

Per conservare i campioni di queste grandezze fisiche e delle loro unitagrave di misura egrave stato istituito un apposito Museo nella localitagrave di Segravevres vicino Parigi chiamato MUSEO INTERNAZIONALE DI PESI E MISURE

Le grandezze fondamentali sono indipendenti

da altre grandezze e si esprimono con una

sola unitagrave di misura

Le grandezze derivate sono correlate a piugrave

grandezze fondamentali e si esprimono

con relazioni tra piugrave unitagrave di misura

riepilogando

GRANDEZZE FONDAMENTALI DEL SI

Grandezza fondamentale

Simbolo Unitagrave di misura Simbolo

Lunghezza l metro m

Massa m chilogrammo kg

Tempo t secondo s

Corrente elettrica i Ampere A

Temperatura T Kelvin K

Intensitagrave luminosa

I candela cd

quantitagrave di sostanza

n mole mol

GRANDEZZE DERIVATE ( esempi )

Grandezza fondamentale

Simbolo derivata dahellip Unitagrave di misura

Area A o S l x l = l2 m2

Volume V l x l x l = l3 m3

Densitagrave δ mV kgm3

Velocitagrave v lt ms

Accelerazione a lt2 ms2

Forza F m x a kgms2

Energia E F x l kgm2s2

Equazioni dimensionali

bull Ad ogni grandezza misurata si associa una dimensione che egrave indipendente dallrsquounitagrave di misura con la quale viene espressa

bull Ciascuna grandezza fisica puograve essere espressa mediante unrsquoequazione dimensionalendash Esempi

bull la velocitagrave v ha equazione dimensionale [v] = [l][t-1]bull lrsquoarea A ha equazione dimensionale [A] = [l2]bull il volume V ha equazione dimensionale [V] = [l3]bull la forza F ha equazione dimensionale [F] = [m][l][t -2]

bull Grandezze omogenee hanno le stesse dimensioni e possono essere confrontate solo se dimensionalmente compatibili

bull NB alcune grandezze sono adimensionali (angoli frazione molarehellip)

Un esercizio per scaldarsi un porsquo

Calcolare le dimensioni delle grandezze

bull X1 = frac12mv2

bull X2 = magh

bull X3 = Fs

A quali grandezze corrispondono

Quali saranno le loro unitagrave di misura

Equazioni dimensionali

[X1]=[m][l2][t-2]

[X2]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

[X3]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

Energia

= Kg m2 s-2

SI convenzioni di scrittura delle udm

I simboli sono in minuscolo tranne quelli derivati dal nome di una persona Ad esempio nel SI lunitagrave di misura della pressione il pascal dedicato a Blaise Pascal egrave Pa il kelvin egrave K il newton egrave N

Eccezione il litro dove egrave accettabile sia la l che la LEgrave preferibile non usare il corsivo o il grassetto per i simboli in

modo da differenziarli dalle variabili matematiche e fisiche (ad esempio m per la massa m per il metro)

Inserire uno spazio tra i numeri ed i simboli 221 kg Il SI usa la virgola come separatore come in 2451 Il SI viene usato in ogni nazione e in alcune di esse il suo uso egrave

obbligatorio

Per effettuare le misure bisogna disporre di STRUMENTI DI MISURA

Caratteristiche fondamentali degli strumenti di misura sono PORTATA E SENSIBILITArsquo

bullLA PORTATA egrave il valore massimo misurabile con una sola operazione di misura

bullLA SENSIBILITArsquo egrave il valore piugrave piccolo che lo strumento puograve misurare

Misurare dunque significahellipbull Stabilire un protocollo per effettuare la misura di una

determinata grandezzabull Associare ad essa la corretta unitagrave di misura (omogenea

con la grandezza)bull Confrontare bull Ricavare il valore della misurabull Ricavare lrsquoincertezza della misurabull Il risultato di questo processo va necessariamente

espresso sotto questa forma

l = 3345 plusmn 0002 mSimbolo della grandezza

Valore della misura

Incertezza associata alla misura

Unitagrave di misura

Unitagrave pratiche e conversioni

ESEMPI DI UNITArsquo PRATICHELunghezza kilometro angstrom anno-luceTempo minuto ora giorno annoVolume litro millilitroVelocitagrave kilometrooraPressione atmosfera millimetro di mercurioEnergia elettronvolt chilowattora caloriaTemperatura grado celsius

Lrsquounitagrave di misura egrave fondamentale

Se si sbagliano le

unitarsquo di misura

Richiami di MatematicaPotenze di dieci

310 1000

3 110 0001

1000

Richiami di Matematicapotenze di dieci

37 10 7 1000 7000

3 17 10 7 0007

1000

306 10 06 1000 600

3 160 10 60 006

1000

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

3 4 3 3 33 10 4 10 3 10 40 10 43 10

Per sommare o sottrarre numeri scritti in notazione esponenziale occorre che compaia la stessa potenza

10 10 10

1010 10 10

10

n m n m

nn m n m

m

3 10 4 10 3 4 10 12 10n m n m n m

3 10 310 15 10

2 10 2

nn m n m

m

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 5: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

SISTEMA INTERNAZIONALE (SI)

Siccome alcune grandezze non possono essere ricavate da altre si sono scelte alcune di esse (dette GRANDEZZE FONDAMENTALI) per cui egrave necessario fissare le definizioni operative

Le altre grandezze si chiamano GRANDEZZE DERIVATE La scelta di queste grandezze nonchegrave della loro unitagrave di

misura egrave arbitraria Lrsquoinsieme di queste scelte definisce un SISTEMA DI UNITAgrave DI MISURA

Per creare un SISTEMA DI UNITAgrave DI MISURA si scelgono le grandezze fondamentali e le loro unitagrave di misura Le unitagrave di misura delle grandezze derivate si esprimono in termini di quelle delle grandezze fondamentali

Esistono numerosi sistemi fra i piugrave famosi il cgs il MKS il sistema degli ingegnerihellip

SISTEMA INTERNAZIONALE (SI)

Nel 1960 alla CONFERENZA INTERNAZIONALE DEI PESI e DELLE MISURE che si egrave tenuta a Parigi egrave stato introdotto un nuovo sistema di unitagrave di misura piugrave adatto alle esigenze della scienza moderna il SISTEMA INTERNAZIONALE

Esso comprende 7 grandezze fondamentali stabilisce le loro unitagrave di misura e quelle di tutte le grandezze da esse derivate

Per conservare i campioni di queste grandezze fisiche e delle loro unitagrave di misura egrave stato istituito un apposito Museo nella localitagrave di Segravevres vicino Parigi chiamato MUSEO INTERNAZIONALE DI PESI E MISURE

Le grandezze fondamentali sono indipendenti

da altre grandezze e si esprimono con una

sola unitagrave di misura

Le grandezze derivate sono correlate a piugrave

grandezze fondamentali e si esprimono

con relazioni tra piugrave unitagrave di misura

riepilogando

GRANDEZZE FONDAMENTALI DEL SI

Grandezza fondamentale

Simbolo Unitagrave di misura Simbolo

Lunghezza l metro m

Massa m chilogrammo kg

Tempo t secondo s

Corrente elettrica i Ampere A

Temperatura T Kelvin K

Intensitagrave luminosa

I candela cd

quantitagrave di sostanza

n mole mol

GRANDEZZE DERIVATE ( esempi )

Grandezza fondamentale

Simbolo derivata dahellip Unitagrave di misura

Area A o S l x l = l2 m2

Volume V l x l x l = l3 m3

Densitagrave δ mV kgm3

Velocitagrave v lt ms

Accelerazione a lt2 ms2

Forza F m x a kgms2

Energia E F x l kgm2s2

Equazioni dimensionali

bull Ad ogni grandezza misurata si associa una dimensione che egrave indipendente dallrsquounitagrave di misura con la quale viene espressa

bull Ciascuna grandezza fisica puograve essere espressa mediante unrsquoequazione dimensionalendash Esempi

bull la velocitagrave v ha equazione dimensionale [v] = [l][t-1]bull lrsquoarea A ha equazione dimensionale [A] = [l2]bull il volume V ha equazione dimensionale [V] = [l3]bull la forza F ha equazione dimensionale [F] = [m][l][t -2]

bull Grandezze omogenee hanno le stesse dimensioni e possono essere confrontate solo se dimensionalmente compatibili

bull NB alcune grandezze sono adimensionali (angoli frazione molarehellip)

Un esercizio per scaldarsi un porsquo

Calcolare le dimensioni delle grandezze

bull X1 = frac12mv2

bull X2 = magh

bull X3 = Fs

A quali grandezze corrispondono

Quali saranno le loro unitagrave di misura

Equazioni dimensionali

[X1]=[m][l2][t-2]

[X2]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

[X3]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

Energia

= Kg m2 s-2

SI convenzioni di scrittura delle udm

I simboli sono in minuscolo tranne quelli derivati dal nome di una persona Ad esempio nel SI lunitagrave di misura della pressione il pascal dedicato a Blaise Pascal egrave Pa il kelvin egrave K il newton egrave N

Eccezione il litro dove egrave accettabile sia la l che la LEgrave preferibile non usare il corsivo o il grassetto per i simboli in

modo da differenziarli dalle variabili matematiche e fisiche (ad esempio m per la massa m per il metro)

Inserire uno spazio tra i numeri ed i simboli 221 kg Il SI usa la virgola come separatore come in 2451 Il SI viene usato in ogni nazione e in alcune di esse il suo uso egrave

obbligatorio

Per effettuare le misure bisogna disporre di STRUMENTI DI MISURA

Caratteristiche fondamentali degli strumenti di misura sono PORTATA E SENSIBILITArsquo

bullLA PORTATA egrave il valore massimo misurabile con una sola operazione di misura

bullLA SENSIBILITArsquo egrave il valore piugrave piccolo che lo strumento puograve misurare

Misurare dunque significahellipbull Stabilire un protocollo per effettuare la misura di una

determinata grandezzabull Associare ad essa la corretta unitagrave di misura (omogenea

con la grandezza)bull Confrontare bull Ricavare il valore della misurabull Ricavare lrsquoincertezza della misurabull Il risultato di questo processo va necessariamente

espresso sotto questa forma

l = 3345 plusmn 0002 mSimbolo della grandezza

Valore della misura

Incertezza associata alla misura

Unitagrave di misura

Unitagrave pratiche e conversioni

ESEMPI DI UNITArsquo PRATICHELunghezza kilometro angstrom anno-luceTempo minuto ora giorno annoVolume litro millilitroVelocitagrave kilometrooraPressione atmosfera millimetro di mercurioEnergia elettronvolt chilowattora caloriaTemperatura grado celsius

Lrsquounitagrave di misura egrave fondamentale

Se si sbagliano le

unitarsquo di misura

Richiami di MatematicaPotenze di dieci

310 1000

3 110 0001

1000

Richiami di Matematicapotenze di dieci

37 10 7 1000 7000

3 17 10 7 0007

1000

306 10 06 1000 600

3 160 10 60 006

1000

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

3 4 3 3 33 10 4 10 3 10 40 10 43 10

Per sommare o sottrarre numeri scritti in notazione esponenziale occorre che compaia la stessa potenza

10 10 10

1010 10 10

10

n m n m

nn m n m

m

3 10 4 10 3 4 10 12 10n m n m n m

3 10 310 15 10

2 10 2

nn m n m

m

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 6: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

SISTEMA INTERNAZIONALE (SI)

Nel 1960 alla CONFERENZA INTERNAZIONALE DEI PESI e DELLE MISURE che si egrave tenuta a Parigi egrave stato introdotto un nuovo sistema di unitagrave di misura piugrave adatto alle esigenze della scienza moderna il SISTEMA INTERNAZIONALE

Esso comprende 7 grandezze fondamentali stabilisce le loro unitagrave di misura e quelle di tutte le grandezze da esse derivate

Per conservare i campioni di queste grandezze fisiche e delle loro unitagrave di misura egrave stato istituito un apposito Museo nella localitagrave di Segravevres vicino Parigi chiamato MUSEO INTERNAZIONALE DI PESI E MISURE

Le grandezze fondamentali sono indipendenti

da altre grandezze e si esprimono con una

sola unitagrave di misura

Le grandezze derivate sono correlate a piugrave

grandezze fondamentali e si esprimono

con relazioni tra piugrave unitagrave di misura

riepilogando

GRANDEZZE FONDAMENTALI DEL SI

Grandezza fondamentale

Simbolo Unitagrave di misura Simbolo

Lunghezza l metro m

Massa m chilogrammo kg

Tempo t secondo s

Corrente elettrica i Ampere A

Temperatura T Kelvin K

Intensitagrave luminosa

I candela cd

quantitagrave di sostanza

n mole mol

GRANDEZZE DERIVATE ( esempi )

Grandezza fondamentale

Simbolo derivata dahellip Unitagrave di misura

Area A o S l x l = l2 m2

Volume V l x l x l = l3 m3

Densitagrave δ mV kgm3

Velocitagrave v lt ms

Accelerazione a lt2 ms2

Forza F m x a kgms2

Energia E F x l kgm2s2

Equazioni dimensionali

bull Ad ogni grandezza misurata si associa una dimensione che egrave indipendente dallrsquounitagrave di misura con la quale viene espressa

bull Ciascuna grandezza fisica puograve essere espressa mediante unrsquoequazione dimensionalendash Esempi

bull la velocitagrave v ha equazione dimensionale [v] = [l][t-1]bull lrsquoarea A ha equazione dimensionale [A] = [l2]bull il volume V ha equazione dimensionale [V] = [l3]bull la forza F ha equazione dimensionale [F] = [m][l][t -2]

bull Grandezze omogenee hanno le stesse dimensioni e possono essere confrontate solo se dimensionalmente compatibili

bull NB alcune grandezze sono adimensionali (angoli frazione molarehellip)

Un esercizio per scaldarsi un porsquo

Calcolare le dimensioni delle grandezze

bull X1 = frac12mv2

bull X2 = magh

bull X3 = Fs

A quali grandezze corrispondono

Quali saranno le loro unitagrave di misura

Equazioni dimensionali

[X1]=[m][l2][t-2]

[X2]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

[X3]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

Energia

= Kg m2 s-2

SI convenzioni di scrittura delle udm

I simboli sono in minuscolo tranne quelli derivati dal nome di una persona Ad esempio nel SI lunitagrave di misura della pressione il pascal dedicato a Blaise Pascal egrave Pa il kelvin egrave K il newton egrave N

Eccezione il litro dove egrave accettabile sia la l che la LEgrave preferibile non usare il corsivo o il grassetto per i simboli in

modo da differenziarli dalle variabili matematiche e fisiche (ad esempio m per la massa m per il metro)

Inserire uno spazio tra i numeri ed i simboli 221 kg Il SI usa la virgola come separatore come in 2451 Il SI viene usato in ogni nazione e in alcune di esse il suo uso egrave

obbligatorio

Per effettuare le misure bisogna disporre di STRUMENTI DI MISURA

Caratteristiche fondamentali degli strumenti di misura sono PORTATA E SENSIBILITArsquo

bullLA PORTATA egrave il valore massimo misurabile con una sola operazione di misura

bullLA SENSIBILITArsquo egrave il valore piugrave piccolo che lo strumento puograve misurare

Misurare dunque significahellipbull Stabilire un protocollo per effettuare la misura di una

determinata grandezzabull Associare ad essa la corretta unitagrave di misura (omogenea

con la grandezza)bull Confrontare bull Ricavare il valore della misurabull Ricavare lrsquoincertezza della misurabull Il risultato di questo processo va necessariamente

espresso sotto questa forma

l = 3345 plusmn 0002 mSimbolo della grandezza

Valore della misura

Incertezza associata alla misura

Unitagrave di misura

Unitagrave pratiche e conversioni

ESEMPI DI UNITArsquo PRATICHELunghezza kilometro angstrom anno-luceTempo minuto ora giorno annoVolume litro millilitroVelocitagrave kilometrooraPressione atmosfera millimetro di mercurioEnergia elettronvolt chilowattora caloriaTemperatura grado celsius

Lrsquounitagrave di misura egrave fondamentale

Se si sbagliano le

unitarsquo di misura

Richiami di MatematicaPotenze di dieci

310 1000

3 110 0001

1000

Richiami di Matematicapotenze di dieci

37 10 7 1000 7000

3 17 10 7 0007

1000

306 10 06 1000 600

3 160 10 60 006

1000

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

3 4 3 3 33 10 4 10 3 10 40 10 43 10

Per sommare o sottrarre numeri scritti in notazione esponenziale occorre che compaia la stessa potenza

10 10 10

1010 10 10

10

n m n m

nn m n m

m

3 10 4 10 3 4 10 12 10n m n m n m

3 10 310 15 10

2 10 2

nn m n m

m

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 7: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Le grandezze fondamentali sono indipendenti

da altre grandezze e si esprimono con una

sola unitagrave di misura

Le grandezze derivate sono correlate a piugrave

grandezze fondamentali e si esprimono

con relazioni tra piugrave unitagrave di misura

riepilogando

GRANDEZZE FONDAMENTALI DEL SI

Grandezza fondamentale

Simbolo Unitagrave di misura Simbolo

Lunghezza l metro m

Massa m chilogrammo kg

Tempo t secondo s

Corrente elettrica i Ampere A

Temperatura T Kelvin K

Intensitagrave luminosa

I candela cd

quantitagrave di sostanza

n mole mol

GRANDEZZE DERIVATE ( esempi )

Grandezza fondamentale

Simbolo derivata dahellip Unitagrave di misura

Area A o S l x l = l2 m2

Volume V l x l x l = l3 m3

Densitagrave δ mV kgm3

Velocitagrave v lt ms

Accelerazione a lt2 ms2

Forza F m x a kgms2

Energia E F x l kgm2s2

Equazioni dimensionali

bull Ad ogni grandezza misurata si associa una dimensione che egrave indipendente dallrsquounitagrave di misura con la quale viene espressa

bull Ciascuna grandezza fisica puograve essere espressa mediante unrsquoequazione dimensionalendash Esempi

bull la velocitagrave v ha equazione dimensionale [v] = [l][t-1]bull lrsquoarea A ha equazione dimensionale [A] = [l2]bull il volume V ha equazione dimensionale [V] = [l3]bull la forza F ha equazione dimensionale [F] = [m][l][t -2]

bull Grandezze omogenee hanno le stesse dimensioni e possono essere confrontate solo se dimensionalmente compatibili

bull NB alcune grandezze sono adimensionali (angoli frazione molarehellip)

Un esercizio per scaldarsi un porsquo

Calcolare le dimensioni delle grandezze

bull X1 = frac12mv2

bull X2 = magh

bull X3 = Fs

A quali grandezze corrispondono

Quali saranno le loro unitagrave di misura

Equazioni dimensionali

[X1]=[m][l2][t-2]

[X2]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

[X3]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

Energia

= Kg m2 s-2

SI convenzioni di scrittura delle udm

I simboli sono in minuscolo tranne quelli derivati dal nome di una persona Ad esempio nel SI lunitagrave di misura della pressione il pascal dedicato a Blaise Pascal egrave Pa il kelvin egrave K il newton egrave N

Eccezione il litro dove egrave accettabile sia la l che la LEgrave preferibile non usare il corsivo o il grassetto per i simboli in

modo da differenziarli dalle variabili matematiche e fisiche (ad esempio m per la massa m per il metro)

Inserire uno spazio tra i numeri ed i simboli 221 kg Il SI usa la virgola come separatore come in 2451 Il SI viene usato in ogni nazione e in alcune di esse il suo uso egrave

obbligatorio

Per effettuare le misure bisogna disporre di STRUMENTI DI MISURA

Caratteristiche fondamentali degli strumenti di misura sono PORTATA E SENSIBILITArsquo

bullLA PORTATA egrave il valore massimo misurabile con una sola operazione di misura

bullLA SENSIBILITArsquo egrave il valore piugrave piccolo che lo strumento puograve misurare

Misurare dunque significahellipbull Stabilire un protocollo per effettuare la misura di una

determinata grandezzabull Associare ad essa la corretta unitagrave di misura (omogenea

con la grandezza)bull Confrontare bull Ricavare il valore della misurabull Ricavare lrsquoincertezza della misurabull Il risultato di questo processo va necessariamente

espresso sotto questa forma

l = 3345 plusmn 0002 mSimbolo della grandezza

Valore della misura

Incertezza associata alla misura

Unitagrave di misura

Unitagrave pratiche e conversioni

ESEMPI DI UNITArsquo PRATICHELunghezza kilometro angstrom anno-luceTempo minuto ora giorno annoVolume litro millilitroVelocitagrave kilometrooraPressione atmosfera millimetro di mercurioEnergia elettronvolt chilowattora caloriaTemperatura grado celsius

Lrsquounitagrave di misura egrave fondamentale

Se si sbagliano le

unitarsquo di misura

Richiami di MatematicaPotenze di dieci

310 1000

3 110 0001

1000

Richiami di Matematicapotenze di dieci

37 10 7 1000 7000

3 17 10 7 0007

1000

306 10 06 1000 600

3 160 10 60 006

1000

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

3 4 3 3 33 10 4 10 3 10 40 10 43 10

Per sommare o sottrarre numeri scritti in notazione esponenziale occorre che compaia la stessa potenza

10 10 10

1010 10 10

10

n m n m

nn m n m

m

3 10 4 10 3 4 10 12 10n m n m n m

3 10 310 15 10

2 10 2

nn m n m

m

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 8: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

GRANDEZZE FONDAMENTALI DEL SI

Grandezza fondamentale

Simbolo Unitagrave di misura Simbolo

Lunghezza l metro m

Massa m chilogrammo kg

Tempo t secondo s

Corrente elettrica i Ampere A

Temperatura T Kelvin K

Intensitagrave luminosa

I candela cd

quantitagrave di sostanza

n mole mol

GRANDEZZE DERIVATE ( esempi )

Grandezza fondamentale

Simbolo derivata dahellip Unitagrave di misura

Area A o S l x l = l2 m2

Volume V l x l x l = l3 m3

Densitagrave δ mV kgm3

Velocitagrave v lt ms

Accelerazione a lt2 ms2

Forza F m x a kgms2

Energia E F x l kgm2s2

Equazioni dimensionali

bull Ad ogni grandezza misurata si associa una dimensione che egrave indipendente dallrsquounitagrave di misura con la quale viene espressa

bull Ciascuna grandezza fisica puograve essere espressa mediante unrsquoequazione dimensionalendash Esempi

bull la velocitagrave v ha equazione dimensionale [v] = [l][t-1]bull lrsquoarea A ha equazione dimensionale [A] = [l2]bull il volume V ha equazione dimensionale [V] = [l3]bull la forza F ha equazione dimensionale [F] = [m][l][t -2]

bull Grandezze omogenee hanno le stesse dimensioni e possono essere confrontate solo se dimensionalmente compatibili

bull NB alcune grandezze sono adimensionali (angoli frazione molarehellip)

Un esercizio per scaldarsi un porsquo

Calcolare le dimensioni delle grandezze

bull X1 = frac12mv2

bull X2 = magh

bull X3 = Fs

A quali grandezze corrispondono

Quali saranno le loro unitagrave di misura

Equazioni dimensionali

[X1]=[m][l2][t-2]

[X2]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

[X3]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

Energia

= Kg m2 s-2

SI convenzioni di scrittura delle udm

I simboli sono in minuscolo tranne quelli derivati dal nome di una persona Ad esempio nel SI lunitagrave di misura della pressione il pascal dedicato a Blaise Pascal egrave Pa il kelvin egrave K il newton egrave N

Eccezione il litro dove egrave accettabile sia la l che la LEgrave preferibile non usare il corsivo o il grassetto per i simboli in

modo da differenziarli dalle variabili matematiche e fisiche (ad esempio m per la massa m per il metro)

Inserire uno spazio tra i numeri ed i simboli 221 kg Il SI usa la virgola come separatore come in 2451 Il SI viene usato in ogni nazione e in alcune di esse il suo uso egrave

obbligatorio

Per effettuare le misure bisogna disporre di STRUMENTI DI MISURA

Caratteristiche fondamentali degli strumenti di misura sono PORTATA E SENSIBILITArsquo

bullLA PORTATA egrave il valore massimo misurabile con una sola operazione di misura

bullLA SENSIBILITArsquo egrave il valore piugrave piccolo che lo strumento puograve misurare

Misurare dunque significahellipbull Stabilire un protocollo per effettuare la misura di una

determinata grandezzabull Associare ad essa la corretta unitagrave di misura (omogenea

con la grandezza)bull Confrontare bull Ricavare il valore della misurabull Ricavare lrsquoincertezza della misurabull Il risultato di questo processo va necessariamente

espresso sotto questa forma

l = 3345 plusmn 0002 mSimbolo della grandezza

Valore della misura

Incertezza associata alla misura

Unitagrave di misura

Unitagrave pratiche e conversioni

ESEMPI DI UNITArsquo PRATICHELunghezza kilometro angstrom anno-luceTempo minuto ora giorno annoVolume litro millilitroVelocitagrave kilometrooraPressione atmosfera millimetro di mercurioEnergia elettronvolt chilowattora caloriaTemperatura grado celsius

Lrsquounitagrave di misura egrave fondamentale

Se si sbagliano le

unitarsquo di misura

Richiami di MatematicaPotenze di dieci

310 1000

3 110 0001

1000

Richiami di Matematicapotenze di dieci

37 10 7 1000 7000

3 17 10 7 0007

1000

306 10 06 1000 600

3 160 10 60 006

1000

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

3 4 3 3 33 10 4 10 3 10 40 10 43 10

Per sommare o sottrarre numeri scritti in notazione esponenziale occorre che compaia la stessa potenza

10 10 10

1010 10 10

10

n m n m

nn m n m

m

3 10 4 10 3 4 10 12 10n m n m n m

3 10 310 15 10

2 10 2

nn m n m

m

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 9: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

GRANDEZZE DERIVATE ( esempi )

Grandezza fondamentale

Simbolo derivata dahellip Unitagrave di misura

Area A o S l x l = l2 m2

Volume V l x l x l = l3 m3

Densitagrave δ mV kgm3

Velocitagrave v lt ms

Accelerazione a lt2 ms2

Forza F m x a kgms2

Energia E F x l kgm2s2

Equazioni dimensionali

bull Ad ogni grandezza misurata si associa una dimensione che egrave indipendente dallrsquounitagrave di misura con la quale viene espressa

bull Ciascuna grandezza fisica puograve essere espressa mediante unrsquoequazione dimensionalendash Esempi

bull la velocitagrave v ha equazione dimensionale [v] = [l][t-1]bull lrsquoarea A ha equazione dimensionale [A] = [l2]bull il volume V ha equazione dimensionale [V] = [l3]bull la forza F ha equazione dimensionale [F] = [m][l][t -2]

bull Grandezze omogenee hanno le stesse dimensioni e possono essere confrontate solo se dimensionalmente compatibili

bull NB alcune grandezze sono adimensionali (angoli frazione molarehellip)

Un esercizio per scaldarsi un porsquo

Calcolare le dimensioni delle grandezze

bull X1 = frac12mv2

bull X2 = magh

bull X3 = Fs

A quali grandezze corrispondono

Quali saranno le loro unitagrave di misura

Equazioni dimensionali

[X1]=[m][l2][t-2]

[X2]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

[X3]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

Energia

= Kg m2 s-2

SI convenzioni di scrittura delle udm

I simboli sono in minuscolo tranne quelli derivati dal nome di una persona Ad esempio nel SI lunitagrave di misura della pressione il pascal dedicato a Blaise Pascal egrave Pa il kelvin egrave K il newton egrave N

Eccezione il litro dove egrave accettabile sia la l che la LEgrave preferibile non usare il corsivo o il grassetto per i simboli in

modo da differenziarli dalle variabili matematiche e fisiche (ad esempio m per la massa m per il metro)

Inserire uno spazio tra i numeri ed i simboli 221 kg Il SI usa la virgola come separatore come in 2451 Il SI viene usato in ogni nazione e in alcune di esse il suo uso egrave

obbligatorio

Per effettuare le misure bisogna disporre di STRUMENTI DI MISURA

Caratteristiche fondamentali degli strumenti di misura sono PORTATA E SENSIBILITArsquo

bullLA PORTATA egrave il valore massimo misurabile con una sola operazione di misura

bullLA SENSIBILITArsquo egrave il valore piugrave piccolo che lo strumento puograve misurare

Misurare dunque significahellipbull Stabilire un protocollo per effettuare la misura di una

determinata grandezzabull Associare ad essa la corretta unitagrave di misura (omogenea

con la grandezza)bull Confrontare bull Ricavare il valore della misurabull Ricavare lrsquoincertezza della misurabull Il risultato di questo processo va necessariamente

espresso sotto questa forma

l = 3345 plusmn 0002 mSimbolo della grandezza

Valore della misura

Incertezza associata alla misura

Unitagrave di misura

Unitagrave pratiche e conversioni

ESEMPI DI UNITArsquo PRATICHELunghezza kilometro angstrom anno-luceTempo minuto ora giorno annoVolume litro millilitroVelocitagrave kilometrooraPressione atmosfera millimetro di mercurioEnergia elettronvolt chilowattora caloriaTemperatura grado celsius

Lrsquounitagrave di misura egrave fondamentale

Se si sbagliano le

unitarsquo di misura

Richiami di MatematicaPotenze di dieci

310 1000

3 110 0001

1000

Richiami di Matematicapotenze di dieci

37 10 7 1000 7000

3 17 10 7 0007

1000

306 10 06 1000 600

3 160 10 60 006

1000

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

3 4 3 3 33 10 4 10 3 10 40 10 43 10

Per sommare o sottrarre numeri scritti in notazione esponenziale occorre che compaia la stessa potenza

10 10 10

1010 10 10

10

n m n m

nn m n m

m

3 10 4 10 3 4 10 12 10n m n m n m

3 10 310 15 10

2 10 2

nn m n m

m

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 10: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Equazioni dimensionali

bull Ad ogni grandezza misurata si associa una dimensione che egrave indipendente dallrsquounitagrave di misura con la quale viene espressa

bull Ciascuna grandezza fisica puograve essere espressa mediante unrsquoequazione dimensionalendash Esempi

bull la velocitagrave v ha equazione dimensionale [v] = [l][t-1]bull lrsquoarea A ha equazione dimensionale [A] = [l2]bull il volume V ha equazione dimensionale [V] = [l3]bull la forza F ha equazione dimensionale [F] = [m][l][t -2]

bull Grandezze omogenee hanno le stesse dimensioni e possono essere confrontate solo se dimensionalmente compatibili

bull NB alcune grandezze sono adimensionali (angoli frazione molarehellip)

Un esercizio per scaldarsi un porsquo

Calcolare le dimensioni delle grandezze

bull X1 = frac12mv2

bull X2 = magh

bull X3 = Fs

A quali grandezze corrispondono

Quali saranno le loro unitagrave di misura

Equazioni dimensionali

[X1]=[m][l2][t-2]

[X2]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

[X3]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

Energia

= Kg m2 s-2

SI convenzioni di scrittura delle udm

I simboli sono in minuscolo tranne quelli derivati dal nome di una persona Ad esempio nel SI lunitagrave di misura della pressione il pascal dedicato a Blaise Pascal egrave Pa il kelvin egrave K il newton egrave N

Eccezione il litro dove egrave accettabile sia la l che la LEgrave preferibile non usare il corsivo o il grassetto per i simboli in

modo da differenziarli dalle variabili matematiche e fisiche (ad esempio m per la massa m per il metro)

Inserire uno spazio tra i numeri ed i simboli 221 kg Il SI usa la virgola come separatore come in 2451 Il SI viene usato in ogni nazione e in alcune di esse il suo uso egrave

obbligatorio

Per effettuare le misure bisogna disporre di STRUMENTI DI MISURA

Caratteristiche fondamentali degli strumenti di misura sono PORTATA E SENSIBILITArsquo

bullLA PORTATA egrave il valore massimo misurabile con una sola operazione di misura

bullLA SENSIBILITArsquo egrave il valore piugrave piccolo che lo strumento puograve misurare

Misurare dunque significahellipbull Stabilire un protocollo per effettuare la misura di una

determinata grandezzabull Associare ad essa la corretta unitagrave di misura (omogenea

con la grandezza)bull Confrontare bull Ricavare il valore della misurabull Ricavare lrsquoincertezza della misurabull Il risultato di questo processo va necessariamente

espresso sotto questa forma

l = 3345 plusmn 0002 mSimbolo della grandezza

Valore della misura

Incertezza associata alla misura

Unitagrave di misura

Unitagrave pratiche e conversioni

ESEMPI DI UNITArsquo PRATICHELunghezza kilometro angstrom anno-luceTempo minuto ora giorno annoVolume litro millilitroVelocitagrave kilometrooraPressione atmosfera millimetro di mercurioEnergia elettronvolt chilowattora caloriaTemperatura grado celsius

Lrsquounitagrave di misura egrave fondamentale

Se si sbagliano le

unitarsquo di misura

Richiami di MatematicaPotenze di dieci

310 1000

3 110 0001

1000

Richiami di Matematicapotenze di dieci

37 10 7 1000 7000

3 17 10 7 0007

1000

306 10 06 1000 600

3 160 10 60 006

1000

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

3 4 3 3 33 10 4 10 3 10 40 10 43 10

Per sommare o sottrarre numeri scritti in notazione esponenziale occorre che compaia la stessa potenza

10 10 10

1010 10 10

10

n m n m

nn m n m

m

3 10 4 10 3 4 10 12 10n m n m n m

3 10 310 15 10

2 10 2

nn m n m

m

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 11: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Un esercizio per scaldarsi un porsquo

Calcolare le dimensioni delle grandezze

bull X1 = frac12mv2

bull X2 = magh

bull X3 = Fs

A quali grandezze corrispondono

Quali saranno le loro unitagrave di misura

Equazioni dimensionali

[X1]=[m][l2][t-2]

[X2]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

[X3]=[m][l][t-2][l]=[m][l2][t-2]

Energia

= Kg m2 s-2

SI convenzioni di scrittura delle udm

I simboli sono in minuscolo tranne quelli derivati dal nome di una persona Ad esempio nel SI lunitagrave di misura della pressione il pascal dedicato a Blaise Pascal egrave Pa il kelvin egrave K il newton egrave N

Eccezione il litro dove egrave accettabile sia la l che la LEgrave preferibile non usare il corsivo o il grassetto per i simboli in

modo da differenziarli dalle variabili matematiche e fisiche (ad esempio m per la massa m per il metro)

Inserire uno spazio tra i numeri ed i simboli 221 kg Il SI usa la virgola come separatore come in 2451 Il SI viene usato in ogni nazione e in alcune di esse il suo uso egrave

obbligatorio

Per effettuare le misure bisogna disporre di STRUMENTI DI MISURA

Caratteristiche fondamentali degli strumenti di misura sono PORTATA E SENSIBILITArsquo

bullLA PORTATA egrave il valore massimo misurabile con una sola operazione di misura

bullLA SENSIBILITArsquo egrave il valore piugrave piccolo che lo strumento puograve misurare

Misurare dunque significahellipbull Stabilire un protocollo per effettuare la misura di una

determinata grandezzabull Associare ad essa la corretta unitagrave di misura (omogenea

con la grandezza)bull Confrontare bull Ricavare il valore della misurabull Ricavare lrsquoincertezza della misurabull Il risultato di questo processo va necessariamente

espresso sotto questa forma

l = 3345 plusmn 0002 mSimbolo della grandezza

Valore della misura

Incertezza associata alla misura

Unitagrave di misura

Unitagrave pratiche e conversioni

ESEMPI DI UNITArsquo PRATICHELunghezza kilometro angstrom anno-luceTempo minuto ora giorno annoVolume litro millilitroVelocitagrave kilometrooraPressione atmosfera millimetro di mercurioEnergia elettronvolt chilowattora caloriaTemperatura grado celsius

Lrsquounitagrave di misura egrave fondamentale

Se si sbagliano le

unitarsquo di misura

Richiami di MatematicaPotenze di dieci

310 1000

3 110 0001

1000

Richiami di Matematicapotenze di dieci

37 10 7 1000 7000

3 17 10 7 0007

1000

306 10 06 1000 600

3 160 10 60 006

1000

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

3 4 3 3 33 10 4 10 3 10 40 10 43 10

Per sommare o sottrarre numeri scritti in notazione esponenziale occorre che compaia la stessa potenza

10 10 10

1010 10 10

10

n m n m

nn m n m

m

3 10 4 10 3 4 10 12 10n m n m n m

3 10 310 15 10

2 10 2

nn m n m

m

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 12: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

SI convenzioni di scrittura delle udm

I simboli sono in minuscolo tranne quelli derivati dal nome di una persona Ad esempio nel SI lunitagrave di misura della pressione il pascal dedicato a Blaise Pascal egrave Pa il kelvin egrave K il newton egrave N

Eccezione il litro dove egrave accettabile sia la l che la LEgrave preferibile non usare il corsivo o il grassetto per i simboli in

modo da differenziarli dalle variabili matematiche e fisiche (ad esempio m per la massa m per il metro)

Inserire uno spazio tra i numeri ed i simboli 221 kg Il SI usa la virgola come separatore come in 2451 Il SI viene usato in ogni nazione e in alcune di esse il suo uso egrave

obbligatorio

Per effettuare le misure bisogna disporre di STRUMENTI DI MISURA

Caratteristiche fondamentali degli strumenti di misura sono PORTATA E SENSIBILITArsquo

bullLA PORTATA egrave il valore massimo misurabile con una sola operazione di misura

bullLA SENSIBILITArsquo egrave il valore piugrave piccolo che lo strumento puograve misurare

Misurare dunque significahellipbull Stabilire un protocollo per effettuare la misura di una

determinata grandezzabull Associare ad essa la corretta unitagrave di misura (omogenea

con la grandezza)bull Confrontare bull Ricavare il valore della misurabull Ricavare lrsquoincertezza della misurabull Il risultato di questo processo va necessariamente

espresso sotto questa forma

l = 3345 plusmn 0002 mSimbolo della grandezza

Valore della misura

Incertezza associata alla misura

Unitagrave di misura

Unitagrave pratiche e conversioni

ESEMPI DI UNITArsquo PRATICHELunghezza kilometro angstrom anno-luceTempo minuto ora giorno annoVolume litro millilitroVelocitagrave kilometrooraPressione atmosfera millimetro di mercurioEnergia elettronvolt chilowattora caloriaTemperatura grado celsius

Lrsquounitagrave di misura egrave fondamentale

Se si sbagliano le

unitarsquo di misura

Richiami di MatematicaPotenze di dieci

310 1000

3 110 0001

1000

Richiami di Matematicapotenze di dieci

37 10 7 1000 7000

3 17 10 7 0007

1000

306 10 06 1000 600

3 160 10 60 006

1000

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

3 4 3 3 33 10 4 10 3 10 40 10 43 10

Per sommare o sottrarre numeri scritti in notazione esponenziale occorre che compaia la stessa potenza

10 10 10

1010 10 10

10

n m n m

nn m n m

m

3 10 4 10 3 4 10 12 10n m n m n m

3 10 310 15 10

2 10 2

nn m n m

m

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 13: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Per effettuare le misure bisogna disporre di STRUMENTI DI MISURA

Caratteristiche fondamentali degli strumenti di misura sono PORTATA E SENSIBILITArsquo

bullLA PORTATA egrave il valore massimo misurabile con una sola operazione di misura

bullLA SENSIBILITArsquo egrave il valore piugrave piccolo che lo strumento puograve misurare

Misurare dunque significahellipbull Stabilire un protocollo per effettuare la misura di una

determinata grandezzabull Associare ad essa la corretta unitagrave di misura (omogenea

con la grandezza)bull Confrontare bull Ricavare il valore della misurabull Ricavare lrsquoincertezza della misurabull Il risultato di questo processo va necessariamente

espresso sotto questa forma

l = 3345 plusmn 0002 mSimbolo della grandezza

Valore della misura

Incertezza associata alla misura

Unitagrave di misura

Unitagrave pratiche e conversioni

ESEMPI DI UNITArsquo PRATICHELunghezza kilometro angstrom anno-luceTempo minuto ora giorno annoVolume litro millilitroVelocitagrave kilometrooraPressione atmosfera millimetro di mercurioEnergia elettronvolt chilowattora caloriaTemperatura grado celsius

Lrsquounitagrave di misura egrave fondamentale

Se si sbagliano le

unitarsquo di misura

Richiami di MatematicaPotenze di dieci

310 1000

3 110 0001

1000

Richiami di Matematicapotenze di dieci

37 10 7 1000 7000

3 17 10 7 0007

1000

306 10 06 1000 600

3 160 10 60 006

1000

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

3 4 3 3 33 10 4 10 3 10 40 10 43 10

Per sommare o sottrarre numeri scritti in notazione esponenziale occorre che compaia la stessa potenza

10 10 10

1010 10 10

10

n m n m

nn m n m

m

3 10 4 10 3 4 10 12 10n m n m n m

3 10 310 15 10

2 10 2

nn m n m

m

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 14: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Misurare dunque significahellipbull Stabilire un protocollo per effettuare la misura di una

determinata grandezzabull Associare ad essa la corretta unitagrave di misura (omogenea

con la grandezza)bull Confrontare bull Ricavare il valore della misurabull Ricavare lrsquoincertezza della misurabull Il risultato di questo processo va necessariamente

espresso sotto questa forma

l = 3345 plusmn 0002 mSimbolo della grandezza

Valore della misura

Incertezza associata alla misura

Unitagrave di misura

Unitagrave pratiche e conversioni

ESEMPI DI UNITArsquo PRATICHELunghezza kilometro angstrom anno-luceTempo minuto ora giorno annoVolume litro millilitroVelocitagrave kilometrooraPressione atmosfera millimetro di mercurioEnergia elettronvolt chilowattora caloriaTemperatura grado celsius

Lrsquounitagrave di misura egrave fondamentale

Se si sbagliano le

unitarsquo di misura

Richiami di MatematicaPotenze di dieci

310 1000

3 110 0001

1000

Richiami di Matematicapotenze di dieci

37 10 7 1000 7000

3 17 10 7 0007

1000

306 10 06 1000 600

3 160 10 60 006

1000

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

3 4 3 3 33 10 4 10 3 10 40 10 43 10

Per sommare o sottrarre numeri scritti in notazione esponenziale occorre che compaia la stessa potenza

10 10 10

1010 10 10

10

n m n m

nn m n m

m

3 10 4 10 3 4 10 12 10n m n m n m

3 10 310 15 10

2 10 2

nn m n m

m

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 15: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Unitagrave pratiche e conversioni

ESEMPI DI UNITArsquo PRATICHELunghezza kilometro angstrom anno-luceTempo minuto ora giorno annoVolume litro millilitroVelocitagrave kilometrooraPressione atmosfera millimetro di mercurioEnergia elettronvolt chilowattora caloriaTemperatura grado celsius

Lrsquounitagrave di misura egrave fondamentale

Se si sbagliano le

unitarsquo di misura

Richiami di MatematicaPotenze di dieci

310 1000

3 110 0001

1000

Richiami di Matematicapotenze di dieci

37 10 7 1000 7000

3 17 10 7 0007

1000

306 10 06 1000 600

3 160 10 60 006

1000

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

3 4 3 3 33 10 4 10 3 10 40 10 43 10

Per sommare o sottrarre numeri scritti in notazione esponenziale occorre che compaia la stessa potenza

10 10 10

1010 10 10

10

n m n m

nn m n m

m

3 10 4 10 3 4 10 12 10n m n m n m

3 10 310 15 10

2 10 2

nn m n m

m

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 16: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Se si sbagliano le

unitarsquo di misura

Richiami di MatematicaPotenze di dieci

310 1000

3 110 0001

1000

Richiami di Matematicapotenze di dieci

37 10 7 1000 7000

3 17 10 7 0007

1000

306 10 06 1000 600

3 160 10 60 006

1000

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

3 4 3 3 33 10 4 10 3 10 40 10 43 10

Per sommare o sottrarre numeri scritti in notazione esponenziale occorre che compaia la stessa potenza

10 10 10

1010 10 10

10

n m n m

nn m n m

m

3 10 4 10 3 4 10 12 10n m n m n m

3 10 310 15 10

2 10 2

nn m n m

m

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 17: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Richiami di MatematicaPotenze di dieci

310 1000

3 110 0001

1000

Richiami di Matematicapotenze di dieci

37 10 7 1000 7000

3 17 10 7 0007

1000

306 10 06 1000 600

3 160 10 60 006

1000

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

3 4 3 3 33 10 4 10 3 10 40 10 43 10

Per sommare o sottrarre numeri scritti in notazione esponenziale occorre che compaia la stessa potenza

10 10 10

1010 10 10

10

n m n m

nn m n m

m

3 10 4 10 3 4 10 12 10n m n m n m

3 10 310 15 10

2 10 2

nn m n m

m

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 18: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Richiami di Matematicapotenze di dieci

37 10 7 1000 7000

3 17 10 7 0007

1000

306 10 06 1000 600

3 160 10 60 006

1000

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

3 4 3 3 33 10 4 10 3 10 40 10 43 10

Per sommare o sottrarre numeri scritti in notazione esponenziale occorre che compaia la stessa potenza

10 10 10

1010 10 10

10

n m n m

nn m n m

m

3 10 4 10 3 4 10 12 10n m n m n m

3 10 310 15 10

2 10 2

nn m n m

m

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 19: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

3 4 3 3 33 10 4 10 3 10 40 10 43 10

Per sommare o sottrarre numeri scritti in notazione esponenziale occorre che compaia la stessa potenza

10 10 10

1010 10 10

10

n m n m

nn m n m

m

3 10 4 10 3 4 10 12 10n m n m n m

3 10 310 15 10

2 10 2

nn m n m

m

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 20: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

10 10 10

1010 10 10

10

n m n m

nn m n m

m

3 10 4 10 3 4 10 12 10n m n m n m

3 10 310 15 10

2 10 2

nn m n m

m

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 21: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

1

10 10

10 10 10

mn n m

nm n n mm

4 4 24 10 4 10 2 10

2 23 2 3 63 10 3 10 9 10

Richiami di Matematicaoperazioni con le potenze

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 22: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Notazione Esponenziale

Imparare ad utilizzare la notazione esponenziale egrave fondamentale in questo istituto

919 10 1900000000 619 10 00000019

34 15 496 10 8 10 48 10

Non esiste un modo univoco di scrivere un numero in notazione esponenziale Siamo noi a scegliere la forma che ci fa piugrave comodo

4 2 20019 10 19 10 190 19000 10

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 23: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Notazione scientifica Nella notazione scientifica si indica il risultato di una

misura tramite le potenze di 10

Il numero viene scritto mettendo la virgola dopo la prima cifra diversa da zero e moltiplicandolo per una opportuna potenza di 10 positiva o negativa

Esempi

4567 kg

000345 kg

4567∙102 kg

345∙10-3 kg

negativo o positivo intero numerob

10a1reale numeroa

10ax b

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 24: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Ordine di grandezza

bull Si definisce ordine di grandezza di un numero la potenza di 10 che meglio lo approssima

bull Per determinare lrsquoordine di grandezza di un numero x si procede nel modo seguentendash si scrive il numero in notazione scientifica nella forma

x=a10b

ndash se |a | lt 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b

ndash se |a | ge 5 lrsquoordine di grandezza del numero x egrave b+1

bull Esempindash massa della Terra = 5981024kg rarr odg = 1025kg

ndash massa del protone = 16710-27kg rarr odg = 10-27kg

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 25: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Multipli e sottomultipli

VALORE PREFISSO SIMBOLO

1015 PETA P

1012 TERA T

109 GIGA G

106 MEGA M

103 KILO k

102 ETTO h

101 DECA da

100 UNO -

10-1 DECI d

10-2 CENTI c

10-3 MILLI m

10-6 MICRO

10-9 NANO n

10-12 PICO p

10-15 FEMTO f

bull Le unitagrave SI possono avere prefissi per grandi e piccole misurazioni Per es un CD-ROM ha una capacitagrave di 650000000 byte o di 650 MBbull Occorre utilizzare correttamente i simboli per evitare ambiguitagrave bull Non egrave permesso utilizzare piugrave prefissi in cascata es non si puograve scrivere 10 000 m = 1 dakm

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 26: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Esempi di grandezze caratteristiche

bull raggio delluniverso 1026 m = 100 Ymbull raggio della galassia 1021 m = 1 Zmbull raggio del Sole 7 108 m = 07 Gmbull raggio della Terra 64 106 m = 64 Mmbull lunghezza drsquoonda della luce visibile 05106 m = 05μmbull raggio di un atomo 1010 m = 100 pm = 1Aringbull raggio di un nucleo 1015 m=1 fmbull raggio dellelettrone lt 1016 m bull etagrave dellrsquouniverso 1017 s = 100 Psbull un anno 31 107 s = 31 Msbull periodo di oscillazione della luce visibile 10-14s = 10 fsbull massa dellrsquouniverso 1053 kg bull massa della galassia 8 1041 kgbull Massa del Sole 2 1030 kgbull massa della Terra 6 1024 kg = 6000 Ygbull massa del protone 167 10-27 kg = 167

ygbull massa dellrsquoelettrone 91 10-31 kg =

000091 yg

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 27: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Grandezze estensive ed intensive

bull Lrsquointensivitagrave o lrsquoestensivitagrave egrave una caratteristica intrinseca di ogni grandezza

bull Sono estensive le grandezze che una volta misurate restituiscono un valore che dipende dalle dimensioni del campione

bull Per esempio sono estensivendash Massandash Lunghezzandash Tempondash volume

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

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cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 28: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Grandezze estensive ed intensive

bull Sono intensive quelle grandezze il cui valore non dipende dalla dimensione del campione

bull Per esempio sono intensivendash Temperaturandash Intensitagrave Luminosandash Intensitagrave di correntendash Densitagravendash Peso Specifico

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 29: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Lunghezza

La lunghezza egrave la grandezza fisica che indica la distanza geometrica

tra 2 punti

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo l

e si misura nel SI in m

bull I termini usati correntemente come altezza larghezza spessore

spazio distanzahellip si riferiscono tutti alla grandezza l

bull Il metro campione originariamente una sbarra di platino ndash iridio

tuttora conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres a oggi

egrave cosigrave definito

Un metro egrave la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo

di tempo pari a 1299 792 458 di secondo

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 30: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

bull Il volume egrave lo spazio occupato da un corpo oppure la capacitagrave di un contenitore

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva simbolo V equazione dimensionale [V] = [l3]

bull Lrsquounitagrave di misura SI egrave il m3 (metro cubo)

ndash Lunghezza = 1 dimensione

ndash Superficie = 2 dimensioni

ndash Volume = 3 dimensioni

bull Unitagrave accettata dal SI egrave il L (litro)

ndash NB il Litro egrave una unitagrave di misura che si riferisce intrinsecamente a spazio a 3 dimensioni

Volume

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 31: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Volume

bull Per misurare il volume di figure solide irregolari si usa un metodo indiretto ovvero si valuta lrsquoaumento di un determinato volume di un liquido una volta immerso il campione esso saragrave il volume del solido irregolare

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

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hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 32: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Volume

bull Conversione fra unitagrave SI e unitagrave tradizionali

mm3 cm3 dm3 m3 dam3

hm3

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109

μL mL cL dL L daL hL kL ML GL

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 33: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Strumenti di misurazione del volumebull Cilindro

bull Buretta

bull Matraccio Tarato

bull Pipette

bull Il becker NON egrave uno strumento di misurazione del volume

Volume

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 34: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Massa

La massa egrave la grandezza fisica che indica la quantitagrave di materia

contenuta in un corpo dipende dunque dalla quantitagrave e dalla

dimensione delle particelle di cui il corpo egrave composto

bull Ersquo una grandezza fondamentale estensiva si indica con il simbolo

m e si misura nel SI in kg (egrave lrsquounica ad avere come udm una

unitagrave composita con un prefisso)

bull Il kilogrammo campione egrave un cilindro di platino ndash iridio

conservato nel museo dei pesi e delle misure di Sevres

bull Altre unitagrave di uso corrente sono la tonnellata (1000 kg 1 Mg) il

quintale (100 kg 01 Mg) ed il grammo (g)

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 35: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Massa vs PesoErsquo dunque corretto usare indifferentemente i termini massa e

peso

NOLa confusione nasce dallrsquoutilizzo non corretto del linguaggio di

uso corrente lrsquoaffermazione ldquooddio devo assolutamente dimagrire peso x kgrdquo egrave sicuramente molto comune ma egrave

SBAGLIATA

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

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m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 36: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Massa vs PesoInfatti i kg sono lrsquoudm della massa e non del peso

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 37: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

PesoIl Peso egrave infatti la grandezza che indica la FORZA con cui un corpo

egrave attirato dalla gravitagrave dipende dunque dalla massa del corpo ma

anche dalla capacitagrave del ldquopianetardquo di attirare quel corpo che

dipende dalla dimensione del pianeta stesso Questa capacitagrave viene

rappresentata dal valore di ag che egrave una costante caratteristica per

ogni corpo celeste

bull Ersquo una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Fp e

si misura nel SI in N

bull La relazione fra Peso e Massa di un corpo egrave data da Fp = mag

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 38: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Peso su diversi corpi celestiCorpo celeste ag (mssup2) Rispetto alla Terra

Sole 2741 2790 Mercurio 3703 03770 Venere 8872 09032 Terra 98226 1 (per definizione) Luna 1625 01655 Marte 3728 03895 Giove 2593 2640 Saturno 1119 1139 Urano 901 0917 Nettuno 1128 1148

Divertitevi a calcolare il vostro peso su 4 corpi celesti a scelta

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 39: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Densitagrave

La densitagrave egrave la grandezza fisica che indica la massa di un

determinato volume di un corpo non dipende dunque dalla

massa e dal volume scelti in quanto allrsquoaumento del primo

corrisponde lrsquoaumento del secondo

V (m3)

m (kg)

60

90

3

6

45

18

9

120

Proporzionalitagrave diretta fra m e V

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 40: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Densitagrave

Ersquo una grandezza derivata intensiva si indica con il

simbolo δ

bull Deriva da massa e volume secondo la relazione δ = mV

bull Dunque [δ]SI = [m][V] = kgm3

bull Altre unitagrave di uso corrente sono gcm3 o gmL e kgdm3

o kgL

bull non dipende dalle dimensioni del campione ma solo dal

tipo di materiale puograve essere utilizzata per riconoscere

un materiale

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

cm

hg

3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 41: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Densitagrave

La densitagrave di diversi materialiMateriale Densitagrave (kgm3) a CN

Sughero

Legno di cedro

Ghiaccio

Legno debano

Alluminio

Zinco

Ferro

Ottone

Nichel

Rame

Argento

Piombo

Oro

Platino

Osmio

220 ndash 260

310 ndash 490

920

980 ndash 1020

2700

7140

7874

8440 ndash 8700

8908

8920

10490

11340

19300

21450

22610

Quindi

bull Quando noi diciamo ldquohellipPesa piugrave il ferro del legnohelliprdquo stiamo in realtagrave parlando della DENSITArsquo

bull SOLO ALCUNI CAMPIONI possiedono una densitagrave precisa Per altri la δ egrave compresa in un intervallo

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

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m

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Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 42: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Il peso specifico (γ) egrave una grandezza estensiva che si ricava da peso e volume γ = FpV

bull Dimensionalmente egrave dunque una forzavolume e nel SI si misura in Nm3

bull Fra γ a δ esiste la stessa relazione che lega Fp e m

bull V

am

V

Fγ gp

δ

819 terrasulla

ga

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

cm

hg

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3233210496710496710700819

m

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Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 43: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Densitagrave vs Peso Specifico

bull Es Calcolare sulla terra il peso specifico (γ) in unitagrave di misura SI di un solido che abbia densitagrave δ = 0107 hgcm3

bull Usiamo la relazione γ = ag δ = 981 ms2 0107 hgcm3

bull Come possiamo vedere le udm non sono omogenee fra loro

dobbiamo convertire le udm della densitagrave

336

2

363310700

101

10071

101

01070

1

10701070 mkgmkg

m

kg

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hg

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3233210496710496710700819

m

N

sm

mkg

m

kg

s

m

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 44: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

Densitagrave

bull Un campione di forma cubica misura 334 cm di lato la sua massa egrave 02934 kg

determinare di quale metallo fra i seguenti egrave costituito il campione ndash Ag δ = 10490 kgm3

ndash Al δ = 2700 kgm3

ndash Fe δ = 7874 kgm3

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 45: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

La temperatura egrave la proprietagrave che caratterizza lo stato termico di due sistemi in relazione alla direzione del flusso di calore che si instaurerebbe fra di essi

bull Egrave una grandezza fondamentale intensiva e nel SI lrsquoudm egrave il kelvin (K)

bull Il grado Celsius (degC) egrave una udm accettata dal SIbull La temperatura cerca di rispondere alla domanda

ldquoquanto ersquo caldordquo

Temperatura

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

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mlQ

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][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 46: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

1 Temperatura e calore sono la stessa cosa

2 Possiamo dire che un corpo che ha piugrave

calore lo cede al corpo che ne ha meno

3 Un corpo caldo ha molto calore

Temperatura vs Calore

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Page 47: La misura LE GRANDEZZE FISICHE Sono proprietà dei corpi per le quali è possibile eseguire operazioni di misura sono grandezze fisiche : la massa, il.

La risposta a tutte e tre le domande egrave

Temperatura vs Calore

NOUn corpo non possiede calore e se un

corpo egrave caldo dobbiamo dire che ha

una Temperatura elevata

Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

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][

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t

mlQ

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kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Il calore egrave una grandezza che indica il trasferimento di energia termica da un corpo a T1 verso un altro a T2 dove T1gtT2

bull Egrave una grandezza derivata estensiva si indica con il simbolo Q e ha dimensioni

bull Dunque nel SI il calore si misura con la seguente

Calore

2

2

][

][][][

t

mlQ

2

2

][s

kgmQ SI J

bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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bull Dunque il calore egrave una forma di energia e come tale si misura nel SI in joule (J)

bull Altra unitagrave accettata dal SI e ancora molto utilizzata egrave la caloria (cal) o il suo multiplo kcal

bull La cal non essendo SI ha bisogno di una definizione

ndash La cal egrave lrsquoenergia (calore) necessaria per aumentare da 145 a 155degC la T di 1 g di H2O al livello del mare

bull 1 cal = 4186 J

Calore

Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Per comprendere meglio

Interpretazione particellare

httpwwwmiinfnit~phys2000bectemperaturehtml

Passaggio di calore

httpjerseyuoregoneduvlabThermodynamicstherm1aht

ml

Temperatura vs Calore

Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Temperatura vs Calore

bull T2gtT1

bull Cosa possiamo dire sui corpi 1 e 2ndash Che 2 egrave piugrave caldo di 1ndash Le particelle di 2 si muovono mediamente piugrave

velocemente delle particelle di 1

T1 T2

Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Temperatura vs Calore

bull Mettiamo a contatto i 2 corpi cosa succedendash Le particelle veloci di 2 urtano quelle lente di 1

aumentando la loro velocitagrave rallentandosindash Le particelle di 2 trasferiscono energia alle

particelle di 1 avviene un passaggio di CALORE fino a che T1=T2

T1 T2Q

Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Temperatura vs Calorebull Lrsquoenergia di tutti i movimenti

delle particelle si chiama Energia Interna egrave proporzionale alla T

bull NBndash Riscaldare un corpo significa aumentarne la T

(eventualmente attraverso un passaggio di calore)ndash Non sempre un passaggio di calore riscalda un

corpo

T2

Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Calore SpecificoUn modo per aumentare la T di un corpo egrave fornire

calorendash La quantitagrave di calore necessaria per riscaldare un corpo

saragrave proporzionale a

1 La sua massa m

2 Il differenziale di temperatura (∆T)

E poi

Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Calore SpecificoOltre che a m e ∆T Q dipenderagrave da un valore

caratteristico per ogni materiale il calore specifico

Riassumendo

Q = mcp(Tfinale - Tiniziale)

Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Le scale di misurazione della temperatura

1 Scala celsius

bull Egrave fra le piugrave antiche e comunemente usate

bull Si basa sul punto di congelamento e di ebollizione dellrsquoH2O al livello del mare

bull 0degC divide 100 degC suddivisione in

100 intervalli (gradi)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Le scale di misurazione della temperatura

2 Scala kelvin o assoluta

bull Stabilisce il punto di partenza allo zero assoluto ovvero il punto in cui le particelle sono ferme zero assoluto = 0 K

bull Siccome Tzero assoluto = -27316 degC per passare da una TK TdegC occorre sottrarre 27316 e viceversa (TK=TdegC+27316 TdegC=TK-27316)

Temperatura

Le scale di misurazione della temperatura

Converti

bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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Le scale di misurazione della temperatura

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bull In K 150 degC -875 degC 1000 deg C -310 degC

bull In degC 40 K 273 K 500 K -10 K

Temperatura

Temperatura e Sensazioni

bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

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bull Gli esseri umani sono estremamente sensibili ai cambiamenti di temperatura

Abbiamo una percezione relativa della temperatura (∆T)

Toccando un oggetto le nostre sensazioni dipendono anche dalla conducibilitarsquo termica

Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

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Esperimento

Ersquo piugrave calda la gamba o il piano del banco

bull Al tatto la sensazione saragrave subito di temperatura minore per il metallo di cui egrave fatta la gamba

bull La percezione inganna

bull Effettivamente i due oggetti sono alla stessa temperatura

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