Stati della materia e passaggi di stato

Prerequisiti Conoscere il S. I. Sapere che la temperatura è una grandezza fondamentale del S. I. Conoscere e comprendere i concetti di calore e temperatura Conoscere le unità di misura utilizzate per esprimere il calore e la temperatura Conoscere e il termometro

Obiettivi – Stati della materia Sapere e comprendere il significato dei termini “stato fisico” e “stato di aggregazione” della materia Conoscere e comprendere gli stati della materia dal punto di vista macroscopico Conoscere e comprendere i parametri caratterizzanti dei tre stati (pressione, temperatura, densità, volume, forma) Conoscere e comprendere i passaggi di stato, i parametri caratteristici e come li influenzano Conoscere l’evaporazione e i parametri che la caratterizzano anche in contrapposizione all’ebollizione Saper interpretare e costruire in laboratorio una curva di riscaldamento/raffreddamento

Obiettivi Trasformazioni Conoscere e comprendere il significato di trasformazione in senso fisico e chimico, riuscire a fare esempi e saperle distinguere Comprendere il concetto di sostanza pura, di componente, di elemento e di composto Saper interpretare e costruire in laboratorio una curva di riscaldamento/raffreddamento

Grandezze fisiche Sono tutte quelle grandezze che caratterizzano una sostanza e che possono essere modificate senza cambiare la natura intima di quella sostanza Le grandezze fisiche sono collegate alle proprietà fisiche o possono esserne un sinonimo La descrizione macroscopica di un corpo, di una sostanza o di un fenomeno passa attraverso le grandezze e/o proprietà fisiche Gli aspetti macroscopici di un corpo o di un fenomeno sono tutti quelli che possiamo percepire e osservare con i nostri sensi, direttamente o con uno strumento

Stati della materia La materia può presentarsi in tre diversi stati di aggregazione Ciascuno stato presenta caratteristiche macroscopiche particolari Solido Liquido Aeriforme Stato Forma Volume Densità Solido Costante Elevata/costante Liquido Variabile Media/costante Aeriforme Bassa/variabile

Aggregazione Gli stati della materia sono chiamati anche di aggregazione perché Dipendono da come le particelle che compongono la materia si dispongono nello spazio e da come interagiscono La teoria che descrive la materia come un insieme di piccolissime particelle invisibili riunite per formare un continuo apparente è chiamata Teoria particellare della materia Tutte le descrizioni che parlano della materia sotto questo punto di vista sono definite Aspetti microscopici della materia

Descrizione particellare solido Particelle disposte in modo ordinato Non si allontanano l’una dall’altra ma possono vibrare Ci sono legami stabili Ciascuna particella forma il massimo numero di interazioni con le sue vicine

Descrizione particellare liquido Le particelle si dispongono in modo disordinato Sono legate ma i legami sono instabili Si formano e si spezzano in continuazione Si muovono costantemente ma non si possono allontanare le une dalle altre Possono solo scorrere

Descrizione particellare aeriforme Le particelle si muovono in modo disordinato e molto velocemente Ci sono urti continui tra particelle e sulle pareti del contenitore Non ci sono legami Possono allontanarsi le une dalle altre

Prova a rispondere Definire la condizione in cui può trovarsi la materia (solido, liquido, aeriforme) Stato fisico o di aggregazione Tipo di materia avente caratteristiche proprie che la differenziano da tutte le altre Sostanza pura Qualunque sostanza che occupa un volume e possiede una massa materia

Passaggi di stato EVAPORAZIONE CONDENSAZIONE SOLIDIFICAZIONE FUSIONE BRINAMENTO SUBLIMAZIONE Temperatura Pressione

Proprietà fisiche La temperatura dei passaggi di stato è una proprietà fisica di una sostanza È un parametro fisico caratterizzante Molte sostanze possono essere riconosciute attraverso la loro temperatura di ebollizione o di fusione Sono denominate anche “Punti fissi” Altre proprietà fisiche possono essere Stato fisico Densità Colore Odore Durezza Sapore

Punti di ebollizione e di fusione Sostanza Ossigeno Alcol etilico Acqua Zolfo Sale Rame Sostanza P.f. (°C) P.eb. (°C) -219 -183 -115,5 78 100 119 444 801 1465 1083 2600

Studiare il fenomeno Curve di riscaldamento La curva di fusione di un solido (curva di riscaldamento dell’acqua) Temperatura (°C) Sosta termica Tf (0 °C a P=1 atm) ghiaccio + acqua acqua ghiaccio Tempo di riscaldamento (min)

Studiare il fenomeno Curve di riscaldamento La curva di evaporazione di un liquido (curva di riscaldamento dell’acqua) Tempo di riscaldamento (min) Temperatura (°C) Sosta termica Teb (100 °C a P=1 atm) vapore acqua acqua + vapore

Tempo di raffreddamento(min) La curva di raffreddamento del vapor acqueo Il grafico della condensazione ha un andamento inverso rispetto all’ebollizione vapore Tc=100°C (P=1atm) liquido + vapore Temperatura (°C) liquido Tempo di raffreddamento(min)

L’evaporazione L’evaporazione è un fenomeno che riguarda solo la superficie del liquido, le particelle sufficientemente veloci possono vincere le forze di attrazione che le legano alle altre particelle e diventare vapore. Le particelle in superficie devono vincere forze di attrazione di minore entità rispetto a quelle presenti all’interno del liquido Forze di coesione L’evaporazione è favorita dall’aumento della superficie del liquido, dalla ventilazione, dall’incremento della temperatura. La velocità con cui il liquido evapora è diversa da liquido a liquido. Se il recipiente è aperto il liquido si raffredda e cala di livello.