il calore e i passaggi di stato obiettivi: - distinguere tra calore e temperatura - ricavare la...

Il calore e i passaggi di statoIl calore e i passaggi di stato

Obiettivi:-Distinguere tra calore e temperatura- Ricavare la legge fondamentale della calorimetria-Definire il calore specifico e la capacità termica di un corpo-Descrivere e riconoscere le modalità di propagazione del calore-Descrivere i passaggi di stato di una sostanza

Temperatura e caloreTemperatura e calore Ogni sistema tende spontaneamente a portarsi in

equilibrio termico con l’ambiente che lo circondaQuesto accade anche se due corpi sono posti a contattoEsempi:- Ponendo un oggetto (ad es. il termometro clinico) con il nostro corpo, dopo qualche minuto l’oggetto avrà la stessa temperatura del nostro corpo

- Se in un contenitore mescoliamo due masse d’acqua, una a temperatura t1 e l’altra a temperatura t2 con t2

> t1 dopo qualche minuto tutta l’acqua si porterà ad una temperatura intermedia tra t2 e t1

t1 < te < t2

L’equilibrio termicoL’equilibrio termico

t1 < te < t2

Questo e molti altri esempi ci permettono di affermare che:Mettendo a contatto due corpi a temperature diverse, dopo un po’ di tempo, essi raggiungono una condizione di equilibrio termico.Questo è un processo spontaneo e inevitabile.

Il concetto di caloreIl concetto di calore

Domanda Come spieghiamo questo fenomeno?Risposta Ricorriamo al concetto di calore.

Il calore è qualcosa che viene trasferito dal sistema all’ambiente o viceversa, a causa di una differenza di temperatura.

Nell’esempio precedente, diciamo che si è verificato un passaggio da calore dall’acqua a temperatura t2 (quella più calda) all’acqua a temperatura t1 (quella più fredda)

Il concetto di caloreIl concetto di calore

Se la temperatura del sistema è superiore a quella dell’ambiente il passaggio di calore avviene dal sistema all’ambiente.

Se la temperatura del sistema è inferiore a quella dell’ambiente il passaggio di calore avviene dall’ambiente al sistema.

Se il sistema è formato da più corpi si verifica un passaggio di calore dai corpi più caldi a quelli più freddi fino al raggiungimento dell’equilibrio termico.

Il concetto di caloreIl concetto di caloreNella vita quotidiana si possono avere due tipi di esigenze:

A volte bisogna fare in modo che il trasferimento di calore da un corpo ad un altro avvenga il più velocemente possibile.

Esempi: una pentola poggiata su una piastra elettrica; un termosifone in una stanza etc…

Altre volte bisogna fare in modo che il trasferimento di calore da un corpo ad un altro avvenga il più lentamente possibile.

Esempi: una casa deve essere fatta in modo che il calore interno attraversi le pareti molto lentamente; il cibo in un thermos si deve raffreddare molto lentamente.

Che cos’è il calore?Che cos’è il calore?

Non è semplice definire il calore.

Per molti secoli, anzi millenni, si è pensato al calore come a qualcosa di invisibile e di intangibile.

Fino all’inizio del XIX secolo si pensava che il calore fosse una sostanza particolare, una sorta di fluido, detto appunto fluido calorico.

Secondo questa teoria un corpo caldo contiene più fluido calorico di un corpo freddo.

Che cos’è il calore?Che cos’è il calore?Questo fluido però doveva avere una strana caratteristica:

Doveva essere una sostanza priva di peso, perché l’esperienza ci dice che pesando lo stesso corpo quando è caldo e quando e freddo la massa non cambia.

La teoria del fluido calorico spiegava alcune cose come il trasferimento di calore da un corpo all’altro, ma all’inizio del 1800 si rivelò infondata.

Ci si accorse infatti che strofinando un corpo su un altro i due corpi si riscaldano per attrito e questa produzione di calore continua fino a quando si continua a strofinare. Si pensi alla punta di un trapano che deve perforare un pezzo di metallo.

E’ ovvio che se il fluido calorico fosse stato una sostanza dopo un po’ la produzione di calore deve terminare.

Che cos’è il calore?Che cos’è il calore?Si capì così che il calore che si produce per attrito è dovuto

all’energia meccanica utilizzata per strofinare un corpo su un altro.

Dall’inizio dell’Ottocento la teoria del fluido calorico è stata abbandonata.

Oggi diciamo che il calore è energia in transito, cioè è il trasferimento di energia fra due corpi a differenti temperature.

Questo trasferimento di energia avviene spontaneamente dal corpo a temperatura maggiore al corpo a temperatura minore e termina quando si raggiunge l’equilibrio termico, cioè quando i due corpi raggiungono la stessa temperatura.

EserciziEsercizi

Un cubetto di ghiaccio è introdotto in una bibita a temperatura ambiente. Il corpo che cede calore è ____________ mentre quello che lo assorbe è __________

Dei cibi a temperatura ambiente sono riposti in frigorifero. Il corpo che cede calore è ______________ mentre quello che lo assorbe è ___________

la bibitail ghiaccio

l’insieme dei cibi ripostiil frigorifero

EserciziEsercizi

Un blocco di legno e uno di piombo, dopo essere rimasti per due ore nella medesima stanza, vengomo messi a contatto. Durante il contatto si verifica un trasferimento di calore tra i due corpi? Perché?

La legge fondamentale della calorimetriaLa legge fondamentale della calorimetriaSulla base di molti esperimenti progettati

per studiare il riscaldamento dei corpi si è arrivati alla formulazione di questa legge (formula) che esprime la quantità di calore assorbita o ceduta da un sistema in funzione della variazione di temperatura che ne consegue.

ΔtmcQ

La legge fondamentale della calorimetriaLa legge fondamentale della calorimetria

ΔtmcQ Q = quantità di calore assorbito o ceduto da un corpom = massa del corpoc = costante detta calore specifico che dipende dalla

sostanza di cui è fatto il corpo = è la variazione di temperatura Il calore Q può essere positivo o negativo.Per convenzione diciamo che Q è positivo quando il

corpo assorbe calore

Δt


ΔtmcQ Per convenzione diciamo che Q è positivo quando il corpo assorbe caloreMa se il corpo assorbe calore la sua temperatura finale sarà maggiore di quella iniziale e di conseguenza sarà positivoSe invece Q è negativo il corpo cede calore e quindi si raffredda, di conseguenza sarà negativo

Δt

Δt


ΔtmcQ Che cosa ci dice questa legge?Praticamente afferma che la variazione di temperatura è direttamente proporzionale alla quantità di calore assorbita o ceduta dal corpo ed è inversamente proporzionale alla massa del corpo.


ΔtmcQ Il fatto che nel grafico venga una retta significa che le due grandezze Q e Delta-ti sono direttamente proporzionali

Maggiore è il calore specifico c e maggiore è la pendenza della retta.Ciò significa che la sostanza rossa ha un calore specifico maggiore di quella blu Per riscaldare di 10 °C la sostanza rossa occorre più calore di quello necessario per riscaldare sempre di 10°C la sostanza blu


ΔtmcQ

Dalla formula principale si ricavano le formule inverse

Δtc

Qm

Δtm

Qc

mc

QΔt

Unità di misura del caloreUnità di misura del calore

Abbiamo detto che il calore non è altro che energia in transito.Pertanto nel Sistema Internazionale il calore ha la stessa unità di misura dell’energia:

Joule (simbolo J)Molto usato è il kiloJoule un multiplo del Joule

1 kJ = 1000 J ossia 103 JNella pratica è ancora molto usata la caloria (simbnolo cal) che è l’unità di misura del Sistema Tecnico, non del S.I:La caloria è la quantità di calore necessaria per far aumentare la temperatura di 1 g di acqua distillata di 1°C (più precisamente per farla passare da 14,5 °C a 15,5 °C)

Unità di misura del caloreUnità di misura del calore

La caloria è ancora usata soprattutto dai Termici ed anche dai MediciSpesso sentiamo dire dai Dietologi e/o Dietisti che ad es. un gelato ha 150 calorie.Attenzione!!!Le calorie usate in Medicina sono in realta kilocalorie

1 kcal = 103 cal = 1000 calLa kcal viene anche detta grande caloria e viene indicata

con il simbolo CalQuindi se il gelato ha 150 Cal significa che ha 150.000 calcioè ha l’energia per riscaldare di 1°C 150.000 g (cioè 150 kg di acqua).

Trasformazione cal J Trasformazione cal J Accurate misure eseguite in laboratorio hanno permesso di stabilire che:

1 cal = 4,186 JPertanto, per trasformare le calorie in Joule basta moltiplicare per 4,186Esempi: Tra due corpi vi è stato un trasferimento di calore pari a 840 cal. Quanto vale il calore espresso nell’unità di misura del SI ?Risposta: 840 x 4,186 = 3516,24 JIl dietologo afferma che 100 g di spaghetti al sugo di pomodoro contengono 450 Cal. A quanti Joule corrispondono?450 x 1000 x 4,186 = 1.883.700 J

Trasformazione J cal Trasformazione J cal

Se 1 cal = 4,186 J 1 J = 1/4,186 J

Pertanto, per trasformare i Joule in calorie basta dividere per 4,186Esempio: A quante calorie equivalgono 9520 J ?Risposta:9520: 4.186 = 2274 cal = 2,274 kcal = 2.274 Cal

Il calore specificoIl calore specifico

Il calore specifico di una sostanza è la quantità di calore (espressa in J) che bisogna fornire ad 1 kg della sostanza per far innalzare la sua temperatura di 1 K

La sua unità di misura nel SI è

Mentre nel sistema pratico (sistema tecnico)

Il calore specifico è una caratteristica intrinseca della sostanza

Kkg

J

Cg

cal

Il calore specificoIl calore specifico

La capacità termicaLa capacità termicaE’ evidente che fornendo la stessa quantità di calore (ad es. 1000 J) a due corpi diversi, questi subiscono incrementi di temperatura diversi.

Si definisce capacità termica (e si indica con il simbolo C) di un corpo la quantità di calore che deve essere fornita a quel corpo per aumentare la sua temperatura di un grado.

La capacità termica è definita come il prodotto del calore specifico della sostanza per la massa del corpo:

La sua unità di misura nel SI è J/K

mcC


ΔtmcQ

Δtc

Qm

Δtm

Qc

mc

QΔt

A questo punto conosciamo il significato di ciascun termine della legge fondamentale della calorimetria. Possiamo eseguire esercizi.

EserciziEsercizi Un blocchetto di rame della massa di 100 g e alla

temperatura ambiente di 15 °C assorbe 500 J di calore. Calcolare la sua variazione di temperatura e la temperatura finale al termine del riscaldamento.

Poiché dobbiamo calcolare la variazione di temperatura, la formula da usare è

Utilizziamo le unità di misura del SI: la massa deve essere in kg, il calore in J, il calore specifico in J/(kg K)

Pertanto: 100 g = 0,1 kg Dalla tabella ricaviamo c = 379 J/(kg K)

mc

QΔt

C 13,19K 19,13kg 0,1K)J/(kg 379

500JΔt

C 28,19C 13,19C 15tt if t

EserciziEsercizi Il valore energetico di 200 ml di latte fresco pastorizzato è di

circa 128 Cal. A quanti Joule corrisponde?

Poiché sono grandi calorie, cioè kcal bisogna fare: 128 x 1000 x 4,186 = 535 808 J

Il calore specifico dell’acqua è 4186 J/(kg K). Quanto calore deve assorbire un chilogrammo di acqua per passare da 15 °C a 16 °C ?

EserciziEsercizi Calcolare la capacità termica dell’acqua di una piscina di sezione rettangolare

di dimensioni 25 m x 10 m x 2 m

Per calcolare la capacità termica bisogna usare la formula

Ci calcoliamo innanzitutto il volume di acqua: 25 m x 10 m x 2 m = 500 m3

Sapendo poi che la densità dell’acqua è di 1000 kg/m3 ci calcoliamo la massa

Essendo il calore specifico dell’acqua pari a 4186 J/(kg K)

kg 000 500m 500m

kg1000 3

3 Vdm

mcC

kg 000 500Kkg

J4186mcC

K

J000 000 093 2

Il calorimetroIl calorimetro Il calorimetro è lo strumento che serve per misurare la

quantità di calore assorbita o ceduta da un corpo. Il tipo di calorimetro più diffuso è quello ad acqua.

Se si conosce la massa d’acqua nel calorimetro, la temperatura iniziale e quella finale si misurano con il termometro, il calore specifico dell’acqua è noto, applicando la formula

si ricava il calore Q

ΔtmcQ

Il calorimetroIl calorimetro Esempio In un calorimetro ad acqua ci sono 1725 g di acqua. La temperatura iniziale dell’acqua, misurata con il termometro è di

12,5 °C. Immergiamo nell’acqua del calorimetro un oggetto di ferro alla

temperatura di 80 °C. Sapendo che dopo qualche minuto la temperatura dell’acqua ha

raggiunto i 16,8 °C, calcolare il calore ceduto dal corpo di ferro all’acqua.

Svolgimento Ricaviamo

K 4,3 C 4,35,128,16ttt if

ΔtmcQ K 4,3kg 1,725Kkg

J 4186

J 050 31

La propagazione del caloreLa propagazione del calore Il trasferimento del calore da un corpo ad un altro

può avvenire secondo tre modi diversi:per conduzioneper convezioneper irraggiamento

Nel trasferimento di calore da un corpo ad un altro si può verificare uno solo di questi tre meccanismi, due insieme o anche tutti e tre insieme.

La conduzioneLa conduzione L’esperienza ci dice che esistono buoni conduttori di calore e cattivi

conduttori di calore. Riusciamo ad esempio a tenere in mano un fiammifero acceso senza

scottarci. Non riusciamo invece a tenere in mano uno spillo se la punta è

investita da una fiamma Se tocchiamo il piano del banco non proveremo una sensazione di

freddo. Se invece tocchiamo la struttura metallica ci sembrerà freddo, più freddo del piano ligneo.

Sappiamo invece che la temperatura sia del piano che della struttura metallica è la stessa, ed è proprio uguale a quella dell’aria dell’aula.

La conduzioneLa conduzione Proviamo la sensazione di freddo perché i metalli sono

buoni conduttori di calore e dunque il calore che con la nostra mano a 37°C trasferiamo al metallo (circa 20°C) subito si disperde, fluisce nell’intera massa.

Al contrario, toccando il legno, cattivo conduttore, il calore fornito dalla nostra mano resta nelle immediate vicinanze della mano stessa, e dunque la temperatura della porzione di legno a contatto con la mano inizia a crescere, avvicinandosi piano piano ai 37°C.

Il parametro fisico che tiene conto di questa caratteristica di una sostanza prende il nome di conducibilità termica

La conducibilità termicaLa conducibilità termica La conducibilità termica è una caratteristica propria di

ogni sostanza, dipende dalla struttura molecolare.

L’unità di misura della conducibilità termica nel S.I. è W/(m K)

In genere i metalli sono buoni conduttori di calore .Il legno, il vetro, il sughero sono cattivi conduttori.L’aria è un pessimo conduttore di calore.

La conduzioneLa conduzione La conduzione è il meccanismo di propagazione del

calore, senza spostamento di materia, che avviene per contatto tra corpi a temperature diverse o tra parti di uno stesso corpo non in equilibrio termico

Consideriamo una lastra (parete) di sezione (cioè area) S e di

spessore l, mantenendo le due facce a temperature T1 e T2 con T2 > T1 ci sarà un flusso di calore dalla faccia a temperatura maggiore a quella a temperatura minore.

Il calore che attraversa la parete viene calcolato con la formula proposta all’inizio del 1800 dal matematico francese Fourier

La conduzioneLa conduzione

l

tTSkQ

k = conducibilità termica [W/(m K)]S = area della sezione [m2]

ΔT = variazione di temperatura tra le due facce (T2 – T1)t = tempo [s]

l = spessore della parete [m]Questa formula ci dice che il calore che attraversa una parte è direttamente proporzionale alla conducibilità termica, alla sezione, alla differenza di temperatura tra le due facce, al tempo, ed è inversamente proporzionale allo spessore.


l

tTSkQ

Nella figura a fianco è possibile osservare l’andamento della temperatura tra le due facce.In rosso la temperatura della faccia più calda, in blu quella della faccia più fredda.


l

tTSkQ

EsercizioCalcolare il calore disperso in un’ora attraverso una parete di legno larga 3,50 m ed alta 2,70 m, di spessore 20 cm, quando la temperatura interna è di 20°C e quella esterna di 3°CSvolgimentoCalcoliamo la sezione: S= 3,50 m x 2,70 m = 9,45 m2

La conducibilità del legno è k = 0,3 W/(m K)ΔT = 20 – 3 = 17°Ct = 3600 sl = 20 cm = 0.20 m


l

tTSkQ

Pertanto

l

tTSkQ

0,20m

3600sK179,45mK) (W/m 0,3 2

= 867510 J = 207240 cal = 207 kcal

La convezioneLa convezione La convezione è il meccanismo di trasferimento di calore

accompagnato da spostamento di materia. Interessa i fluidi (sia liquidi che gas) Non interessa i solidi, dove non è possibile lo spostamento

di materia.

Il principio che sta alla base della convezione è il principio di Archimede che recita:Un corpo immerso in un fluido riceve una spinta dal basso verso l’alto pari al peso di fluido spostato.In sostanza un qualsiasi oggetto (anche una porzione di liquido) immerso in un fluido (anche lo stesso liquido) è sospinto verso l’alto. La spinta è tanto maggiore quanto maggiore è la differenza di densità tra il fluido e il corpo che viene spinto

La convezioneLa convezione

Le molecole di acqua a contatto con la piastra riscaldata dalla fiamma si dilatano, si riducono di densità e per il principio di Archimede sono sospinte verso l’alto. Le molecole in alto essendo rimpiazzate da quelle che salgono sono costrette a scendere.

Si creano così delle correnti conventtive

Queste correnti sono evidenti se nell’acqua si introducono dei semi di limone o di arancia. Mentre l’acqua si riscalda i semi tendono a salire trascinati da queste correnti convettive.

La convezioneLa convezioneNei fluidi la modalità principale di propagazione del calore è la convezione.Essa è sempre accompagnata da uno spostamento di materia.

Attenzione! La convezione interessa sia i liquidi che i gas.

L’aria nella mongolfiera viene riscaldata dalla fiamma, diventa più leggera e sale verso l’altro trascinando con sé il pallone.

L’irraggiamentoL’irraggiamentoL’energia che ci arriva dal sole ci raggiunge

grazie all’irraggiamento.L’irraggiamento consiste nell’emissione di

onde elettromagnetiche (radiazioni) che si propagano anche nel vuoto.

Le onde elettromagnetiche infatti non hanno bisogno di un mezzo materiale per propagarsi.

L’irraggiamentoL’irraggiamento Quando una radiazione colpisce un corpo essa viene: - in parte assorbita - in parte trasmessa (se il corpo è trasparente) - in parte riflessa Quella parte di radiazione assorbita dal corpo ne provoca il riscaldamento. Non solo il sole emette radiazioni ma tutti i corpi (anche il nostro corpo). In genre più alta è la temperatura di un corpo, maggiore è la quantità di

radiazioni emesse. Gli oggetti caldi come il fiammifero o il filamento di una lampadina

emettono radiazioni visibili all’occhio umano. Oggetti più freddi come il corpo umano, emettono radiazioni nel campo

dell’infrarosso

L’irraggiamentoL’irraggiamento Se riscaldiamo un pezzo di metallo, osserviamo che verso i 1000 °C

si colora di rosso, poi di giallo verso i 1600°C e infine di bianco oltre i 1900°C.

Mentre sopra i 1000°C il corpo emette radiazione visibile all’occhio umano, al di sotto di questa radiazione emette radiazione infrarossa.

La quantità di energia che un corpo assorbe quando è colpito da radiazioni elettromagnetiche dipende molto dallo stato della sua superficie:

- è minima se essa è chiara e lucida; - è massima se è nera Questo è il motivo per cui d’estate è preferibile vestire con abiti

chiari.

Effetto serraEffetto serra Ci sono materiali come il vetro ed alcune plastiche (cellofan,

nylon etc..) che sono trasparenti alle radiazioni visibili, mentre sono opachi per le radiazioni infrarosse.

Essi vengono sfruttati nella costruzione delle serre.

I raggi del sole attraversano con facilità il vetro e vengono assorbiti dalla pianta.La pianta essendo un corpo a temperatura minore dei 1000°C emette radiazione infrarossa.Ma la radiazione infrarossa non riesce ad attraversare facilmente il vetro e dunque resta intrappolata nella serra.La temperatura all’interno della serra aumenta.Se non ci fosse il vetro l’energia ricevuta dal sole sarebbe all’incirca uguale a quella emessa sotto forma di infrarossi.

Il bilancio energetico della TerraIl bilancio energetico della Terra Non tutta l’energia che parte dal Sole arriva fino alla

superficie della Terra. Al suolo ne arriva quasi la metà. Il resto viene assorbito e riflesso dalle nubi.

Il bilancio energetico della TerraIl bilancio energetico della Terra La parte di radiazione che raggiunge il suolo terrestre (e quindi anche gli oceani) riscalda i corpi sulla Terra. I corpi caldi però, acqua, terreno, oggetti, a loro volta emettono radiazione infrarossa (essendo ad una

temperatura inferiore ai 1000°C. Questa radiazione infrarossa, in condizioni normali, attraversa l’atmosfera ed abbandona la Terra. In definitiva, in condizioni normali, l’energia emessa dalla Terra sotto forma di infrarossi è all’incirca uguale a

quella ricevuta dal Sole. Il bilancio energetico è in pareggio, altrimenti la Terra dovrebbe riscaldarsi sempre di più.

La presenza dei gas serraLa presenza dei gas serra Abbiamo visto come, in condizioni normali, il bilancio energetico della Terra è in pareggio. Esistono però gas, come l’anidride carbonica (CO2 ) che hanno un comportamento simile al vetro o al cellofan.

L’anidride carbonica si lascia attraversare facilmente dai raggi solari, ma risulta opaca ai raggi infrarossi. L’aumento della concentrazione di CO2 provocato dai processi di combustione dovuti alle attività umane ha l’effetto

di far innalzare la temperatura media del pianeta Terra. Non sappiamo ancora quali saranno le conseguenze ma le prime avvisaglie sembrano portarci verso la catastrofe…

I passaggi di statoI passaggi di stato

Si definiscono passaggi di stato le trasformazioni fisiche della materia che fanno mutare il suo stato di aggregazione.

I passaggi di statoI passaggi di stato Molte sostanze fondono (e solidificano) ad un preciso

valore della temperatura detto punto di fusione (o di solidificazione).

Si definisce calore latente di fusione (o di solidificazione) la quantità di calore necessaria per fondere completamente 1 kg di sostanza che si trova alla temperatura di fusione.

Il calore latenteIl calore latente Perché durante il passaggio di stato la temperatura resta

costante? Perché il calore che altro non è se non energia serve per

“rompere” i legami tra le varie molecole della sostanza.

Latente significa nascosto.In passato, quando non si conosceva ancora il fenomeno, si pensava che il calore fornito durante il passaggio di stato rimanesse nascosto nel corpo.

La curva di riscaldamentoLa curva di riscaldamento Anche durante il passaggio da liquido a gas la temperatura

rimane costante. La quantità di calore necessaria per rompere i legami tra le

molecole prende in questo caso il nome di calore latente di vaporizzazione (o di condensazione).

Il calore fornito ad una sostanza che si trova allo stato solido provoca dapprima la fusione (primo pianerottolo) e poi la vaporizzazione (secondo pianerottolo).

Calore latente di fusione e di vaporizzazioneCalore latente di fusione e di vaporizzazione

L’unità di misura del calore latente è J/kg

EsercizioEsercizio Un pezzo di ferro di massa 200 g si trova a 15°C. Quanto calore

bisogna fornirgli per farlo fondere completamente? Svolgimento Nella prima fase il ferro deve passare da 15°C al punto di fusione che è di 1530°C Per fare questo dobbiamo fornire un calore Q tale che

A questo punto il pezzo di ferro è pronto per la fusione. Ma occorre fornire il calore necessario per “rompere” i legami tra le molecole.

In totale quindi occorre un calore

tmcQ 1 )151530(2,0440 CCkgCkg

J

J 320 133

mQQ f 2 kg 0,2kg

J142 272 J 428 54

J 748 187 J 428 54 J 320 13321 QQQTOT

EsercizioEsercizio Le leggi della fusione e della solidificazione finora

presentate descrivono bene il comportamento delle sostanze solide di tipo cristallino.

La loro modalità di fusione viene detta fusione brusca perché ciascuna sostanza fonde ad una temperatura precisa.

Quanto maggiore è il grado di purezza di una sostanza tanto maggiore è la precisione della temperatura di fusione.

Esistono invece sostanze amorfe (= senza forma) come la cera, il burro che se riscaldate rammolliscono finchè si fondono.

Per queste sostanze tuttavia non è possibile individuare una temperatura di fusione precisa. Questo tipo di fusione è detta fusione pastosa.

Attenzione!!! Anche il vetro è una sostanza amorfa perché non ha un punto di fusione preciso.

La vaporizzazioneLa vaporizzazione La vaporizzazione è il passaggio dallo stato liquido a

quello aeriforme. Può avvenire secondo due modalità: 1) evaporazione 2) ebollizione

EvaporazioneEvaporazione L’evaporazione interessa soltanto le molecole superficiali

di un liquido. Interessa tutti i liquidi. Avviene a qualunque temperatura, ma maggiore è la

temperature e più veloce è il fenomeno. Alcune sostanze evaporano molto facilmente (ad es.

l’alcool etilico), altre meno facilmente (acqua.) In un liquido le molecole non sono fisse, ma sono soggette

ad uno stato di agitazione termica. Se alcune molecole acquistano una velocità elevata,

possono vincere le forze di attrazione che le tengono legate alle altre molecole e sfuggire nell’aria.

EbollizioneEbollizione L’ebollizione interessa tutte la massa di un liquido. Interessa tutti i liquidi. Avviene in modo tumultuoso. Per ogni liquido ad una determinata pressione esiste una

precisa temperatura di ebollizione che prende il nome di punto di ebollizione.

Attenzione!!! Il punto di ebollizione dipende dalla pressione.

L’acqua bolle a 100°C quando la pressione dell’aria è di 1 atmosfera. Ciò si verifica a livello del mare.

A Potenza la pressione è inferiore ad 1 atm e l’acqua bolle a circa 98°C.

Sul monte Bianco l’acqua bolle a circa 80°C.

Il quarto stato: il plasmaIl quarto stato: il plasma Mentre sul nostro pianeta la materia si manifesta nei tre stati di

aggregazione, nell'universo essa si trova ampiamente diffusa anche in un quarto stato, quello di plasma

La trasformazione da stato gassoso a plasma avviene somministrando energia ad un gas; la trasformazione inversa si attua sottraendo energia al plasma.

Il quarto stato: il plasmaIl quarto stato: il plasma Nello stato di plasma non esiste più il legame molecolare (per un gas

biatomico come Azoto ed Idrogeno), nè il legame atomico (per un gas monoatomico come Argon ed Elio).

Gli atomi, per la perdita di uno o più elettroni, si scindono in ioni con una o più cariche positive ed elettroni (fenomeno di ionizzazione atomica).

La trasformazione da stato gassoso a plasma avviene somministrando energia ad un gas; la trasformazione inversa si attua sottraendo energia al plasma.

Le stelle, il sole, i fulmini sono nello stato di plasma. Anche all’interno di un tubo fluorescente (neon) c’è plasma.

il calore e i passaggi di stato obiettivi: - distinguere tra calore e temperatura - ricavare la...

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