Unità di misura fondamentali

Sistema Internazionale SI

Grand. Fond. Unità Simbolo

Lunghezza metro m

Massa chilogrammo kg

Tempo secondo s

Corrente el. ampere A

Temperatura kelvin K

Int. di luminosità candela cd

Quant. di sostanza mole mol

Prefissi dei multipliNome Simbolo Fatt. molt. n (10n)

Yotta Y 24

Zetta Z 21

Esa E 18

Peta P 15

Tera T 12

Giga G 9

Mega M 6

Chilo k 3

Etto h 2

Deca da 1

Prefissi dei sottomultipliNome Simbolo Fatt. molt. n (10n)

Yocto y -24

Zepto z -21

Atto a -18

femto f -15

pico p -12

nano n -9

micro μ -6

milli m -3

Centi c -2

Deci d -1

Fattori di conversione e analisi dimensionali

Quantità conosciuta e unità x fattore di conversione = quantità nell’unità desiderata

Un fattore di conversione è un rapporto tra due quantità equivalenti in differenti unità

1 hr = 60 min;

hr1

min601

min60

11

hr

Tempo in ore x = tempo in minutihr1

min60

24 hr = 1440 minhr1

min60

72 battiti al minuto. Quanti battiti in un anno?

anno

battiti

anno

giorni

giorno

hr

hruto

battiti 378432036524min60

min

72

Misure e conversioni di volumi

Volume di un cubo di 10 cm per lato?

1000 cm3= 1 dm3= 0,001 m3=1x10-3 m3

1 L= 1 dm3= 1000 mL= 1000 cc

Misure della massa e conversioni

Bilance elettroniche precise al centigrammo fino al milligrammo

Bilance elettroniche analitiche precise al decimo di milligrammo

Conversioni complesse

hrkmhr

s

m

km

s

m/7.32

1

min60

min1

60

1000

1

11

100

Incertezza delle misure

• Precisione: le misure cadono in un ambito ristretto

• Accuratezza: i valori sono vicini a quelli reali

Un esempio

• I valori misurati della massa di un beaker furono 104,01 g, 104,02 g, 103,99 g 104,01 g

• Si è usata una bilancia con precisione di un cg

• Il valore vero era di 103,03

• Commentare su precisione ed accuratezza

Cifre significative

• Numero di cifre significative è dato dal numero di cifre certe più l’ultima che è incerta

Numeri esatti

Lo zero nei numeri

• Tutte le cifre che non sono zeri sono significative• Tutti gli zeri sulla sinistra della prima cifra non

zero non sono significative• Tutti gli zeri fra cifre non zero sono significativi• Tutti gli zeri che si trovano alla fine di un numero

con cifre decimali dopo la virgola sono significativi

• Zeri alla fine di un numero che non ha decimal possono dar problemi

Calcoli con cifre significative

• Nessun calcolo può dare risultati più precisi della misura meno precisa tra quelle effettuate

• Si sono misurate tre masse 46,1 g, 106,22 g e 8,357 g: qual è la misura meno precisa?

Addizione e sottrazione

• Il risultato manterrà lo stesso numero di cifre alla destra della virgola dei decimali presente nel valore meno preciso

• Nell’esempio di prima (46,1+8,357+106,22+8,357)g= 160,7 g

Moltiplicazione e divisione

• Il risultato deve contenere lo stesso numero di cifre significative che erano presenti nella misura con il minor numero di cs

• 80,2 cm x 3,407 cm x 0,0076 cm= 2,07663464 cm3 =2,1 cm3

• 425 m in 44,7 s= 9,5078299 m/s= 9,51 m/s

Notazione scientifica

• N x 10p

• 3,00 x 1010 cm/s; 6,022 x 1023

• Moltiplicazione e divisione

• Somma e sottrazione

Densità e gravità specifica

• Densità = massa/volume

• In g/cm3 per i solidi; in g/mL per i liquidi; in g/L per i gas

• Gravità specifica = densità di una sostanza/ densità dell’acqua

Densità di alcuni materiali a T amb

Solidi d Liquidi d Gas dLegno di balsa 0,13 Benzina 0,67 Idrogeno 0,090

Legno di pino 0,42 Alcol etilico 0,79 Elio 0,177

Ghiaccio -10° 0,92 Olio di semi 0,93 Ammoniaca 0,077

Magnesio 1,74 Acqua 20° 0,998 Neon 0,901

Alluminio 2,70 Acqua 4° 1,000 Azoto 1,25

Ferro 7,86 Cloruro metilen 1,34 Aria 1,29

Rame 8,96 Cloroformio 1,49 Ossigeno 1,42

Piombo 11.4 Ac. Solforico 1,84 Dioss. Carb. 1,96

Oro 19,3 Mercurio 13,6 Cloro 3,17

Misura della temperatura

• K= °C+ 273,2

• °C = K-273,2

• °F = 1,8 °C+ 32

• °C = (°F -32)/1,8

Temperatura e calore

• La temperatura misura l’intensità dell’energia delle particelle di una sostanza

• Il calore è quella forma di energia che è trasferita tra due quantità di materia grazie alla loro differenza di temperatura

Misura del calore

• Sistema SI: joule • Caloria• 1 cal= 4,184 J• 1000 cal= 1 kcal= 4184 J• 1 kcal= 4,185 kJ• Calore specifico = calore necessario per

aumentare di 1 K le T di un g di sostanza• Calore specifico è J g-1 K-1 o cal g-1 K-1

Calori specifici a 25 °CSostanza J g-1 K-1 Cal g-1 K-1

Alluminio (s) 0,900 0,215

Ottone (s) 0,386 0,092

Rame (s) 0,385 0,092

Alcool etilico (l) 2.45 0,586

Oro (s) 0,129 0,0308

Ferro (s) 0,448 0,107

Piombo (s) 0,129 0,0308

Magnesio (s) 1,02 0,244

Mercurio (l) 0,139 0,0332

Argento (s) 0,236 0,0564

Acciaio (s) 0,50 0,12

Acqua (l) 4,184 1,000

Zinco (s) 0,385 0,0922

Calcoli di energia termica

• Quanti J sono necessari per innalzare la T da 5,0 °C a 25,0 °C di 225 g di piombo? Quante calorie?

• Supponiamo di pesare 68 kg e di assumere 2100 kcal al giorno. Qual è la T massima raggiungibile? Perché non la raggiungiamo?

Alcuni esercizi

• Un buon filtro dell’aria di un riscaldamento di una casa rimuove particelle nocive con un diametro fino a 0,625 μm. Esprimere in nm e m

• Alcuni virus hanno un diametro di 475 nm. Esprimere in mm

• Qual è la massa di un blocco di piombo che misura 20cmx20cmx10cm? Di quanti gradi aumenta la sua T somministrandogli 100 kcal?

• Qual è la massa di aria che può essere contenuta in una bottiglia da 2,00 L?

Altri esercizi

• Una fetta di pizza contiene 495 kcal. Se il vostro corpo usa 2250 kcal al giorno quale percentuale delle calorie di cui necessitate giornalmente viene dalla pizza? L’energia contenuta dal pezzo di pizza per quante ore è sufficiente a mantenere l’energia di cui necessitate giornalmente?

• Un bicchiere di succo d’arancia contiene in media 62,0 mg di vitamina C. Si ritene che il fabbisogno giornaliero di vitamina C sia di 0,200 g. Quanti bicchieri di succo d’arancia forniscono la quantità richiesta?

Ancora esercizi

• Se della benzina fuoriesce dal serbatoio con una frequenza di una goccia ogni due secondi, quanti litri saranno persi in una settimana? 40 gocce corrispondo a 2 mL.