mercoledì 28 maggio 2014

1A- Micro e macro

Avrai osservato il vapore trasformarsi in acqua. Il vapore è allo stato aeriforme, l'acqua allo stato liquido. Hai già sperimentato che gli aeriformi si possono comprimere, i liquidi no (esperimento della siringa).

Le prime 4 immagini mostrano la comprimibilità dell'aria; le ultime 2 l'incomprimibilità dell'acqua
Possiamo descrivere questi fenomeni basandoci su quello che si vede, adottando il punto di vista macroscopico. Però potresti anche chiederti com’è fatto un aeriforme e com’è fatta l’acqua, e interpretare le loro proprietà facendo ipotesi sulla struttura microscopica della materia in modo da giustificare i comportamenti macroscopici.
Abbiamo ipotizzato che i corpi siano costituiti da particelle, caratterizzate da alcune proprietà: una particella non può dividersi, non può cambiare forma, mantiene sempre le stesse dimensioni, ha sempre la stessa quantità di materia. 
Questo "modello particellare" ci serve per "razionalizzare" i fenomeni macroscopici.

Vediamo la struttura microscopica della materia nei tre stati fisici che abbiamo studiato (solido, liquido, aeriforme):

 a) I solidi sono difficilmente deformabili; immagino che le particelle che li compongono siano legate fra loro con legami difficili da rompere.
b) La struttura cristallina di certe sostanze può essere spiegata con particelle siano legate tra loro in strutture regolari;
c) L'incomprimibilità dei liquidi si può spiegare con particelle più o meno alla stessa distanza di quelle che compongono i solidi, ma con legami diversi (particelle sono più "mobili");
d)-La comprimibilità degli aeriformi (esperimento della siringa!) evidenzia il fatto che le particelle devono essere più distanziate l'una dall'altra.

Le particelle sono uguali tra loro. Sono unite da legami più o meno forti. Possono trovarsi tra loro a distanze diverse. Possono avere mobilità diversa.

Esempio- Interpretazione particellare della fusione
Abbiamo fatto sciogliere un cubetto di ghiaccio. Nei passaggi di stato la materia non cambia la sua composizione ma solo il modo in cui ci appare (in ghiaccio, acqua e vapore acqueo le particelle costituenti sono sempre dello stesso tipo). Quando l’acqua diventa vapore le particelle diventano più mobili, e lo stesso avviene quando il ghiaccio diventa acqua.
Se somministro calore ad un corpo, questa si trasforma in energia di movimento (o cinetica) delle sue particelle. C’è una correlazione diretta tra la temperatura di un corpo e il movimento microscopico delle sue particelle. In un solido questa agitazione termica è limitata a oscillazioni intorno alle posizioni di equilibrio, ma se l'ampiezza delle oscillazioni supera un certo limite, si ha la rottura del reticolo cristallino e quindi la fusione.

Come possiamo rappresentare gli stati con un disegno?
Da Pierluigi Riani, Un. di Pisa
Questo invece è un disegno NON corretto. Perché?



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