Ch Chimica Attività di recupero durante le vacanze di Natale Teoria ed Esercizi Classi prime e seconde del Tecnico Tecnologico (Industriali) Prof. Luciano Canu 1 1

Densità 1 (2 definizioni) Macroscopica (come si misura) Microscopica (le particelle) È la massa dell'unità di misura di un certo materiale o sostanza d = m / V È l'efficienza con cui un materiale occupa lo spazio Materiali poco efficienti avranno densità basse Materiali in cui siano presenti bolle o camere vuote sono a bassa densità (spugne, pietra pomice, sughero)‏ Materiali con disposizioni molto ordinate e compresse sono molto densi (ebano, rocce, metalli)‏ 2 2

Quale immagine sceglieresti per rappresentare il materiale più denso? Studia le immagini A B Quale immagine sceglieresti per rappresentare il materiale più denso? D C

Densità 2 Se si ottiene dal rapporto tra massa di un corpo e il volume che occupa (d = m/V)…‏ …allora le sue unità di misura possono essere g/mL o g/cm3 se si lavora con campioni da laboratorio kg/m3 se si deve utilizzare il S.I. Domanda: in quali casi utilizzare g/mL oppure g/cm3? 4

Risposta alla domanda in quali casi utilizzare g/mL oppure g/cm3? Per esprimere la densità di un liquido è possibile utilizzare tutte e due le unità di misura Per esprimere la densità di un solido è più indicato g/cm3

Proposte di attività-1 Svolgere i seguenti esercizi sulle conversioni di unità di misura 0,67 g/cm3 = __________ kg/m3 1,25 kg/m3 = __________ g/cm3 13600 kg/dm3 = __________ g/cm3 5600 kg/m3 = __________ kg/dm3

Proposte di attività-2 Trasforma le seguenti unità di misura sapendo che 1cm3 = 1 mL 45 mL = ____________ cm3 45 mL = ____________ m3 45 dm3 = ____________ L 45 dm3 = ____________ mL 0,45 m3 = ____________ L = __________ mL

La densità si misura? Spiega la differenza tra misure dirette e indirette Rifletti!!! In laboratorio… hai fatto misure dirette di densità si no hai fatto misure dirette di massa hai fatto misure dirette di volume

Come hai ottenuto la densità? La densità di liquidi e di solidi osservati in laboratorio è stata ottenuta attraverso un calcolo tra grandezze misurate m / V (massa e volume) Anche la densità è stata quindi misurata… …ma in modo indiretto!!!

Misurare e calcolare Si misura il volume di un materiale/sostanza V=3,45 cm3 Si misura la sua massa m=4,18 g Ora effettua il calcolo per ottenere la densità del materiale _______________________________________ Trasforma la densità ottenuta nelle unità di misura del S.I. 10 10

Trasformazioni Per passare dai g/mL ai kg/m3 si deve... Moltiplicare per 1000 (103)‏ Per esempio: consideriamo l'acqua… ha densità 1,0 g/mL o g/cm3 che diventa 1000 kg/m3 11 11

Proporzionalità diretta La relazione d=m/V indica che la massa e il volume sono direttamente proporzionali Cioè la densità è una costante Se cambia la massa anche il volume cambia nello stesso modo

2 masse diverse ghiaccio in acqua masse diverse volumi diversi Emergono per 1/9 del volume totale Cubetto di ghiaccio Iceberg masse diverse volumi diversi stessa densità

Sembra strano!!! Quindi anche se massa e volume sono presenti nella formula non influenzano il valore della densità Invece la densità dipende da la sostanza o il materiale la temperatura deve essere sempre la stessa Domanda: come mai la densità dipende dalla temperatura?

Spiegare La temperatura influenza la densità di una sostanza o di un materiale perché La massa di una sostanza non varia con la temperatura Il volume di una sostanza invece varia insieme alle variazioni di temperatura Il fenomeno si chiama dilatazione termica Allora il rapporto m/V varia Se la T aumenta la densità diminuisce (il volume aumenta ma è al denominatore)

Il grafico Se si costruisce il grafico m/V per una specifica sostanza più densa Sostanza meno densa Se si costruisce il grafico m/V per una specifica sostanza Si ottiene una retta passante per l'origine e la cui pendenza rappresenta la densità del materiale m V La retta rappresenta la proporzionalità diretta tra le grandezze inserite nel grafico 16 16

Proporzionalità tra 2 grandezze Massa e volume di una sostanza (pura) sono direttamente proporzionali La costante di proporzionalità è chiamata densità ed è dipendente solo dalla temperatura (Perché?)‏ Le variazioni di temperatura provocano solo variazioni di volume e quindi di densità Nei solidi variano le ampiezze di vibrazione Nei liquidi variano le distanze tra le particelle (in genere un liquido è meno denso del suo stato solido)‏ 17

Esercizio sulla densità Calcolare la densità di un materiale (in g/cm3 e kg/m3) la cui massa è di 12,7 g e il cui volume è 2,9 mL Strategia: Utilizza la formula della densità (se non la ricordi la devi memorizzare) Verifica se le unità di misura sono quelle richieste Dovrai applicare due volte la formula oppure una sola volta e poi eseguire una trasformazione 18

La soluzione Massa e trasformazione Volume e trasformazione m = 12,7 g = 12,7.10-3 kg = 0,0127 kg Volume e trasformazione V = 2,9 mL = 2,9 cm3 = 2,9.10-6 m3 Applicare la formula 1 d = m/V = 12,7 g/2,9 cm3 = 4,4 g/cm3 Applicare la formula 2 d = m/V = 0,0127 kg/2,9 .10-6 m3= 4,4.103 kg/m3

Test ed esercizi Per la parte teorica studiare anche i numeri in notazione scientifica Nel libro di testo Nel sito http://it.wikipedia.org/wiki/Notazione_scientifica Nel sito http://www.scienzeascuola.it/joomla/le- lezioni/4-lezioni/465-la-notazione-scientifica Nel documento http://www.angeloangeletti.it/MATERIALI_LICEO/LA%20NOTA ZIONE%20SCIENTIFICA.pdf E molti altri ancora che potrai cercare su google scrivendo “notazione scientifica” 20

I livello: trasformazioni Trasforma i numeri decimali in notazione scientifica 3410000 = ________________ 101010100 = ________________ Trasforma i numeri in notazione scientifica in numeri decimali 2,45 x 10-1 = __________________ 9,01 x 10-9 = __________________

Quesito Quale tra i seguenti numeri non è scritto in notazione scientifica? A. 5,67∙10−12 B. 4,28∙108 C. 10,3∙10−2 D. 9,8∙107 Spiega il perché della scelta

II livello: il prodotto Eseguire le seguenti operazioni: A. (3,2•104)• (1,34•105) = _________ B. 5,6•10-24 • 2,3•1022 = _________ C. 7,4•1014 • 9,4•10-5 = _________ D. 8,2•1032 • 7,6•10-29 = _________

III livello: il rapporto Eseguire le seguenti operazioni: A. (4,2•10-4) : (1,4•10-5) B. 7,53•1016 : 2,14•1014 C. 8,7•1015 : 9,34•10-5 D. 2,7•10-7 : 4,2•10-17

IV livello: la somma Eseguire le seguenti operazioni: B. 5,6•10-24 + 2,3•10-22 = __________ C. 7,4•1014 + 9,4•1015 = __________ D. 8,2•10-32 + 7,6•10-33 = __________

V livello: la differenza Eseguire le seguenti operazioni: A. 4,2•10-4 - 1,4•10-5 = ________ B. 7,53•1016 - 2,14•1014 = ________ C. 8,7•1015 - 9,34•105 = ________ D. 4,176•10-7 - 4,121•10-7 = ________

VI livello: la potenza Eseguire le seguenti operazioni: B. (3,12•10-22)3 = ___________ C. (7,08•10-6)4 = ___________

Esercizi sulla comprensione Stabilire se le seguenti espressioni sono vere [V] o false [F] A. (108)-8 =100 [V] o [F] B. 1018 - 1016 = 102 [V] o [F] C. [V] o [F]

Esercizi di trasformazione Esprimere in notazione scientifica i seguenti numeri 780 000 000 000 000 = 7,8 ∙ 10…… 423 000 000 000 = 4,23 ∙ 10…… 76 000 000 000 000 = …… ∙…… 0,00000000098 = 9,8 ∙ 10…… 0,0000045 = 4,5 ∙ 10…… 0,00000987 = …… ∙ ……