4. Proprietà della materia e sostanze pure Flashcards
Che cos’è la materia?
Con il termine materia indichiamo tutto ciò che occupa uno spazio (ha un volume) e ha una massa e quindi un peso.
La materia è costituita da particelle piccolissime:
gli ATOMI. Gli atomi possono combinarsi tra loro
e formare MOLECOLE.
Le MOLECOLE sono le parti più piccole di
materia che conservano sempre le loro proprietà
Che cos’è una sostanza pura?
Si definisce sostanza pura qualsiasi porzione di materia caratterizzata da proprietà specifiche e da una composizione chimica definita.
Una sostanza pura non deve necessariamente essere composta da un unico elemento chimico.
Anche una miscela di più sostanze può essere considerata una sostanza pura purché abbia una composizione chimica uniforme.
E viceversa, possiamo avere una miscela di una stessa sostanza pura in diversi stati che hanno composizione chimica diversa e questa miscela non sarà pura.
Sostanza Semplici (elementi)
Sostanze formate da un solo tipo di atomi
Sostanze composte
Sostanze formate da più tipo di atomi.
Miscela acqua liquida e acqua gasosa (Vapore acqueo)
Sostanza pura
4 stati di aggregazione della materia
-Solido
-Liquido
-Aeriforme
- Plasma
Passaggi di stato
SOLIDO → LIQUIDO = FUSIONE
LIQUIDO → AERIFORME = VAPORIZZAZIONE
AERIFORME → SOLIDO = BRINAMENTO
LIQUIDO → SOLIDO = SOLIDIFICAZIONE
SOLIDO → AERIFORME = SUBLIMAZIONE
AERIFORME → LIQUIDO = CONDENSAZIONE
Caratteristiche SOLIDO
Nei solidi le molecole sono molto vicine tra loro perciò le forze di coesione sono molto intense. Le molecole non possono spostarsi le une rispetto alle altre ma possono solo vibrare (energia intramolecolare).
Per questo motivo i solidi hanno VOLUME PROPRIO e FORMA PROPRIA.
Si possono classificare in base alla struttura.
- Sostanze cristalline: struttura interna regolare e ordinata (reticolo cristallino). Hanno una precisa
temperatura di fusione.
- Sostanze amorfe: hanno una struttura interna irregolare e disordinata. Passano dallo stato
solido allo stato liquido in un intervallo
di temperatura più o meno ampio,
mediante un rammollimento più o
meno lento.
Forze agendo sulla materia:
- Se 𝑭 > 𝟎, corpo si accorcia e molecole distano 𝑟<𝑟0 e c’è una forza repulsiva tra le molecole che si oppone alla forza esterna.
- Se 𝑭 < 𝟎, corpo si allunga e molecole distano 𝑟 > 𝑟0 e c’è una forza attrazione tra le molecole che si oppone all’allungamento
-Se 𝑭 = 𝟎, il corpo non è deformato e le molecole distano tra loro 𝑟0.
Trazione sul solido
Allungamento → 𝜀 =∆𝐿/𝑳
Sforzi trazione → 𝜎 = 𝐹/S
Relazione Lineare tra sforzo di trazione e allungamento → 𝜎 = 𝑬*𝜀 (dove E= modulo di elasticità)
Compressione sul solido
Accorciamento → 𝜀 =∆𝐿/𝑳
Sforzi compressione → p = 𝐹/S
Relazione Lineare tra sforzo di compressione e accorciamento → p = 𝑬*𝜀 (dove E= modulo di elasticità)
Se le forze di pressione agiscono da tutte le direzioni sul corpo, esso viene compresso e il volume 𝑽 viene ridotto di ∆𝑽.
La relativa diminuzione di volume è proporzionale alle variazioni di sforzo di compressione nel corpo:
∆𝑉/𝑉= −(𝟏/𝜷)Δ𝑝 (dove 𝜷=modulo di compressibilità della sostanza e dipende solo dal materiale scelto, e non dalla geometria del corpo)
Caratteristiche LIQUIDO
Nei liquidi le forze di coesione sono forti e non consentono alle molecole di allontanarsi le une dalle altre. Queste forze sono però un po’ più deboli rispetto nei solidi e le molecole sono leggermente più distanti tra di loro, possono spostarsi per cui non sono disposte in maniera ordinata e regolare.
Pertanto i liquidi hanno VOLUME PROPRIO ma NON FORMA PROPRIA.
Proprietà dei LIQUIDI
Esclusive dei liquidi:
- Capillarità
- Tensione Superficiale
Condivise con gli aeriformi:
- Compressibilità (più parte dei liquidi incomprimibili)
- Viscosità
Tensione Superficiale
Grandezza fisica che misura la forza di coesione che agisce sulle particelle poste alla superficie di un liquido.
Mentre nelle particelle interne al liquido agiscono delle forze SIMMETRICHE in TUTTE LE DIREZIONI.
Sulle particelle superficiali agiscono forze LATERALI e dirette verso l’INTERNO.
Molecole dello strato superficiale, non essendo equilibrate, risultano compresse verso l’interno.
→coesione tra molecole crea una TENSIONE SUPERFICIALE
A causa della tensione superficiale, per aumentare la superficie di un liquido → vincere forze agenti in superficie.
Per questo, goccia d’acqua in assenza di altre forze tende ad assumere forma di sfera (a parità di volume, minor superficie possibile)
Capillarità
Fenomeno dato dall’interazione tra un liquido e le pareti del contenitore, sulla loro superficie di contatto. Relazione tra le forze di coesione (delle molecole del liquido) e le forze di adesione (tra molecole liquido e pareti del recipiente)
Coesione > Adesione → Liquido NON BAGNA il solido. Abbassamento del livello del liquido in rispetto del tubo capillare.
Adesione > Coesione → Liquido BAGNA il solido. Risalita capillare.
Per liquidi come acqua, dobbiamo distinguere due casi:
- se l’acqua contenuta in tubo con diametro grande, il numero di molecole d’acqua a contatto con il vetro è relativamente piccolo;
- se l’acqua si trova in tubo sottile (tubo
capillare), il numero di molecole dell’acqua a contatto con il vetro è molto più grande e forze di adesione prevalgono sulle forze di coesione.
Compressibilità LIQUIDI
Come per i solidi, anche i liquidi soggetti a una forza di pressione “p” in tutte direzioni subiscono una relativa deformazione proporzionale alla variazione di sforzi di compressione.
∆𝑉/𝑉= (−1/𝜷)*Δp
Il modulo di compressibilità è l’UNICA grandezza caratteristica di una deformazione elastica che è possibile definire anche per un fluido. → NO TRAZIONE, NO FLESSIONE (NESSUN ALTRO TIPO DI REAZIONE ELASTICA)
