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misure e grandezze/le trasformazioni fisiche della materia

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 Il grande sviluppo delle scienze sperimentali, come la fisica e la chimica, è
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Il grande sviluppo delle scienze sperimentali, come la fisica e la chimica, è legato alla capacità di effettuare misure sempre più affidabili, che permettono di interpretare in modo sistematico i fatti osservati a livello macro-scopico. Fissare determinati metodi per raccogliere dati, svolgere esperimenti e stabilire unità di misura, infatti, permette di confrontare, analizzare e interpretare i risultati: conoscere, nella scienza, significa misurare. Tra i numeri che si possono trovare abbiamo: il simbolo dell'unità di misura. -I numeri adimensionali cioè che non sono seguiti da nessuna notazione I numeri che sono seguiti da un'unità di misura sono quelli che derivano da un esperimento di misurazione, cioè si riferiscono a quantità dimensionate. A volte i numeri sono seguiti da un multiplo o da un sottomultiplo dell'unità di misura; altre volte le unità di misura sono combinate tra loro. uno stesso valore seguito da unità di misura diverse assume un diverso significato fisico. Le proprietà che si possono misurare, come la massa o la densità, si chiamano grandezze fisiche. Grandezze fondamentali e grandezze derivate Grandezza fisica lunghezza Simbolo della grandezza 1 massa tempo t intensità di corrente elettrica 1 T m Nome dell'unità di misura metro n kilogrammo secondo ampere temperatura kelvin quantità di sostanza mole intensità luminosa iv candela Sistema Internazionale di Unità ha 7 grandezze: Simbolo dell'unità di misura m kg S A K mol cd Dalle grandezze fondamentali si possono ricavare le grandezze derivate. Le unità di misura delle grandezze derivate si ottengono dalla combinazione algebrica (moltiplicazioni e divisioni) delle sette unità fondamentali del...

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Sl. Grandezze estensive e grandezze intensive Sono grandezze estensive le proprietà fisiche che dipendono dalla dimensione del campione: per esempio la massa, il peso, la lunghezza, il volume e l'energia. Sono grandezze intensive le proprietà fisiche che non dipendono dalla dimensione del campione, ma sono caratteristiche di quel materiale o di quella sostanza: per esempio, la densità e la temperatura di ebollizione Esprimere numeri molto grandi o molto piccoli In chimica e in fisica, per scrivere valori molto grandi e molto piccoli si usano rispettivamente i multipli e i sottomultipli dell'unità di misura. A ogni multiplo o sottomultiplo corrispondono (Tabella 1.3): • un simbolo, da anteporre al simbolo dell'unità di misura; ● un prefisso, che deve precedere senza spazi il nome dell'unità di misura. (massa) m = 0,001 g = 1 mg = 1 milligrammo ● simbolo prefisso unità di misura La notazione scientifica esponenziale Per scrivere numeri molto grandi o molto piccoli si può usare anche la notazio- ne scientifica esponenziale (Videoripasso). In questo caso, il valore si esprime come il prodotto di due fattori: 1. un numero compreso tra 1 e 10 (1 ≤ x < 10); 2. una potenza di 10. Per esempio, il diametro della Terra, che misura circa 12,7 milioni di metri, si può scrivere 12 700 000 m o 1,27 107 m. L'esponente, 7, è uguale al numero di spostamenti verso sinistra che la virgola compie per passare da 12 700 000 a 1,27: 12 700 000 = 1,27 - 107 7654321 I numeri compresi tra 0 e 1 si scrivono usando esponenti negativi. La misura del raggio dell'atomo di idrogeno è 0,0000000005 m e si può scrivere 5- 10-10 m: la virgola compie 10 spostamenti verso destra, quindi l'esponente è negativo: 0,0000000005 = 5-10-10 12345678910 La notazione scientifica esponenziale permette di leggere immediatamente l'or- dine di grandezza di una misura. L'ordine di grandezza di una misura è la potenza di dieci più vicina al suo valore. L'ordine di grandezza permette di confrontare con facilità valori molto diversi. Inoltre, se conosciamo la differenza di ordine di grandezza tra due valori, possiamo ricavare l'uno dall'altro. La notazione scientifica esponenziale permette anche di semplificare i calcoli tra numeri molto grandi o molto piccoli: possiamo usare l'algebra dei numeri esponenziali per evitare di dimenticare qualche zero nei passaggi. Risolvere le equivalenze Per passare da un multiplo o un sottomultiplo di un'unità di misura a un altro (o viceversa) si impostano le equivalenze Queste si possono ri- solvere con la notazione esponenziale, seguendo alcune regole. 1. Per passare da un multiplo o da un sottomultiplo all'unità base si moltiplica il valore per il fattore di conversione, cioè per la potenza di 10 che corrisponde a quel prefisso in . Per esempio, per trasformare 56,75 hg (ettogrammi) in grammi si moltiplica per la potenza di 10 indicata a fianco del prefisso etto (simbolo h-), cioè 10²: 56,75 hg = 56,75 × 10² g = 5675 g 2. Per passare da un'unità base a un suo multiplo o sottomultiplo si divide per il fattore di conversione. Per esempio, per trasformare 5,2 m in dm (decimetri) si divide per la potenza di 10 indicata a fianco del prefisso d-, cioè 10-¹: 5,2 m = 5,2 10¹ dm = 5,2 x 10 = 52 dm 3. Per passare da un multiplo dell'unità base a un sottomultiplo o viceversa basta combinare i passaggi. Per esempio, per trasformare 17,3 mg in hg si moltiplica per 10-3 e si divide per 10²: 17,3 mg = 17,3 × 10³ 10² hg = 17,3 × 10-3-2) hg = 17,3 × 10-5 hg = = 1,73 × 10-4 hg Ricorda che per eseguire equivalenze tra due unità di volume bisogna moltiplicare o dividere per 10³. Esiste il valore vero? Gli strumenti di misura Ogni strumento di misura (come una bilancia o un termometro) è caratterizza- to da una portata, da una sensibilità e da un'accuratezza: • la portata è il valore massimo che lo strumento può misurare; • la sensibilità è la minima differenza di valore che lo strumento può misurare; • l'accuratezza è la capacità dello strumento di fornire un valore vicino al valore ritenuto reale. Per esempio, una bilancia elettronica da laboratorio potrebbe avere la portata di 1000 g, la sensibilità di 0,01 g e una buona accuratezza se è di buona costruzione e viene regolarmente sottoposta a manutenzione e taratura. Le bilance si possono tarare quotidianamente con delle masse standard, ma in genere sono sottoposte a controlli periodici da parte di aziende che si occupano di metrologia, ( la scienza degli aspetti teorici e pratici delle misurazioni delle grandezze fisiche.) La sensibilità dello strumento fornisce anche l'incertezza della misura. Il valore registrato dallo strumento si può visualizzare su una scala negli stru- menti analogici o tramite un display negli strumenti digitali . La visualizzazione non influisce sull'accuratezza dello strumento. Errore sistematico ed errore accidentale Per essere certi che il dato ottenuto da una misurazione è attendibile bisogna considerare che ogni misura è inevitabilmente accompagnata da un errore, che deriva dalla combinazione di errori sistematici e accidentali. Gli errori sistematici sono legati all'imprecisione dello strumento, mentre gli errori accidentali dipendono da piccoli cambiamenti delle condizioni in cui avviene la misurazione. • Un errore sistematico, per esempio, è legato all'uso di un righello con una suddivisione inesatta dei centimetri in millimetri. Questo tipo di errore è difficile da eliminare se continuiamo a usare lo stesso righello, ma possiamo ridurlo adoperando strumenti affidabili e regolarmente calibrati. • Un errore accidentale, invece, si verifica se ripetiamo più volte la misura della lunghezza di un foglio posizionando il righello a volte un po' prima e a volte un po' dopo rispetto all'angolo, oppure cambiamo la superficie sulla quale appoggiamo una bilancia prima di pesarci. Effettuare un numero di rilevamenti elevato ci consente di ridurre l'effetto degli errori accidentali e di avvicinarci con maggiore probabilità a un valore attendibile La media aritmetica ci permette di definire meglio la differenza tra precisione e accuratezza: la media aritmetica di un set di valori si calcola sommando tutti i valori delle misure e dividendo il risultato per il numero di misure effettuate. • La misura è precisa quando non si discosta molto dal valore medio di una serie ripetuta di misure. ● La misura è accurata se la media è vicina al risultato ritenuto vero (per esempio il valore del campione di riferimento). In generale, gli errori accidentali diminuiscono la precisione di una misurazione, mentre quelli sistematici diminuiscono la sua accuratezza. Volume e capacità Le misure di volume, di solito di liquidi, sono molto comuni. Il volume è la porzione di spazio occupata da un corpo, è una gran- dezza derivata da una lunghezza (elevata al cubo) e la sua unità di mi- sura nel SI è il metro cubo (m³). Il volume si esprime anche in litri e nei relativi multipli e sottomultipli: per esempio, in centilitri oppure in millilitri Il litro è l'unità di misura della capacità, la grandezza che corrisponde al volume di fluido che un recipiente può contenere: 1 L corrisponde alla quantità di liqui- do che riempie completamente un cubo cavo con il lato di 1 dm (Figura 1.8A). Il litro non appartiene al SI, ma il suo uso è accettato a livello internazionale. 1 L = 1 dm³ = 10 cm x 10 cm x 10 cm = 1000 cm³ 1 L = 1000 mL Quindi: 1000 cm³ = 1000 mL 1 cm³ = 1 mL L'equivalenza mostra che il centimetro cubo è la millesima parte del litro, per questo si dice anche millilitro e il suo simbolo è mL. Per misurare i volumi di liquidi nei laboratori si usano : • strumenti graduati come la buretta, la pipetta e il cilindro Su di essi sono segnate delle tacche, ognuna delle quali permette di misurare il volume corrispondente (di solito la precisione è di un millilitro); • strumenti tarati, come il matraccio Su di essi è riportata una sola tacca, che consente di misurare il volume a essa corrispondente. Nella lettura del volume in un recipiente si deve evitare l'errore di parallasse. Per

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Grazie, mi aiuterà molto perché stiamo insegnando questo argomento ora! 😁

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Il grande sviluppo delle scienze sperimentali, come la fisica e la chimica, è legato alla capacità di effettuare misure sempre più affidabili, che permettono di interpretare in modo sistematico i fatti osservati a livello macro-scopico. Fissare determinati metodi per raccogliere dati, svolgere esperimenti e stabilire unità di misura, infatti, permette di confrontare, analizzare e interpretare i risultati: conoscere, nella scienza, significa misurare. Tra i numeri che si possono trovare abbiamo: il simbolo dell'unità di misura. -I numeri adimensionali cioè che non sono seguiti da nessuna notazione I numeri che sono seguiti da un'unità di misura sono quelli che derivano da un esperimento di misurazione, cioè si riferiscono a quantità dimensionate. A volte i numeri sono seguiti da un multiplo o da un sottomultiplo dell'unità di misura; altre volte le unità di misura sono combinate tra loro. uno stesso valore seguito da unità di misura diverse assume un diverso significato fisico. Le proprietà che si possono misurare, come la massa o la densità, si chiamano grandezze fisiche. Grandezze fondamentali e grandezze derivate Grandezza fisica lunghezza Simbolo della grandezza 1 massa tempo t intensità di corrente elettrica 1 T m Nome dell'unità di misura metro n kilogrammo secondo ampere temperatura kelvin quantità di sostanza mole intensità luminosa iv candela Sistema Internazionale di Unità ha 7 grandezze: Simbolo dell'unità di misura m kg S A K mol cd Dalle grandezze fondamentali si possono ricavare le grandezze derivate. Le unità di misura delle grandezze derivate si ottengono dalla combinazione algebrica (moltiplicazioni e divisioni) delle sette unità fondamentali del...

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(massa) m = 0,001 g = 1 mg = 1 milligrammo ● simbolo prefisso unità di misura La notazione scientifica esponenziale Per scrivere numeri molto grandi o molto piccoli si può usare anche la notazio- ne scientifica esponenziale (Videoripasso). In questo caso, il valore si esprime come il prodotto di due fattori: 1. un numero compreso tra 1 e 10 (1 ≤ x < 10); 2. una potenza di 10. Per esempio, il diametro della Terra, che misura circa 12,7 milioni di metri, si può scrivere 12 700 000 m o 1,27 107 m. L'esponente, 7, è uguale al numero di spostamenti verso sinistra che la virgola compie per passare da 12 700 000 a 1,27: 12 700 000 = 1,27 - 107 7654321 I numeri compresi tra 0 e 1 si scrivono usando esponenti negativi. La misura del raggio dell'atomo di idrogeno è 0,0000000005 m e si può scrivere 5- 10-10 m: la virgola compie 10 spostamenti verso destra, quindi l'esponente è negativo: 0,0000000005 = 5-10-10 12345678910 La notazione scientifica esponenziale permette di leggere immediatamente l'or- dine di grandezza di una misura. L'ordine di grandezza di una misura è la potenza di dieci più vicina al suo valore. L'ordine di grandezza permette di confrontare con facilità valori molto diversi. Inoltre, se conosciamo la differenza di ordine di grandezza tra due valori, possiamo ricavare l'uno dall'altro. La notazione scientifica esponenziale permette anche di semplificare i calcoli tra numeri molto grandi o molto piccoli: possiamo usare l'algebra dei numeri esponenziali per evitare di dimenticare qualche zero nei passaggi. Risolvere le equivalenze Per passare da un multiplo o un sottomultiplo di un'unità di misura a un altro (o viceversa) si impostano le equivalenze Queste si possono ri- solvere con la notazione esponenziale, seguendo alcune regole. 1. Per passare da un multiplo o da un sottomultiplo all'unità base si moltiplica il valore per il fattore di conversione, cioè per la potenza di 10 che corrisponde a quel prefisso in . Per esempio, per trasformare 56,75 hg (ettogrammi) in grammi si moltiplica per la potenza di 10 indicata a fianco del prefisso etto (simbolo h-), cioè 10²: 56,75 hg = 56,75 × 10² g = 5675 g 2. Per passare da un'unità base a un suo multiplo o sottomultiplo si divide per il fattore di conversione. Per esempio, per trasformare 5,2 m in dm (decimetri) si divide per la potenza di 10 indicata a fianco del prefisso d-, cioè 10-¹: 5,2 m = 5,2 10¹ dm = 5,2 x 10 = 52 dm 3. Per passare da un multiplo dell'unità base a un sottomultiplo o viceversa basta combinare i passaggi. Per esempio, per trasformare 17,3 mg in hg si moltiplica per 10-3 e si divide per 10²: 17,3 mg = 17,3 × 10³ 10² hg = 17,3 × 10-3-2) hg = 17,3 × 10-5 hg = = 1,73 × 10-4 hg Ricorda che per eseguire equivalenze tra due unità di volume bisogna moltiplicare o dividere per 10³. Esiste il valore vero? Gli strumenti di misura Ogni strumento di misura (come una bilancia o un termometro) è caratterizza- to da una portata, da una sensibilità e da un'accuratezza: • la portata è il valore massimo che lo strumento può misurare; • la sensibilità è la minima differenza di valore che lo strumento può misurare; • l'accuratezza è la capacità dello strumento di fornire un valore vicino al valore ritenuto reale. Per esempio, una bilancia elettronica da laboratorio potrebbe avere la portata di 1000 g, la sensibilità di 0,01 g e una buona accuratezza se è di buona costruzione e viene regolarmente sottoposta a manutenzione e taratura. Le bilance si possono tarare quotidianamente con delle masse standard, ma in genere sono sottoposte a controlli periodici da parte di aziende che si occupano di metrologia, ( la scienza degli aspetti teorici e pratici delle misurazioni delle grandezze fisiche.) La sensibilità dello strumento fornisce anche l'incertezza della misura. Il valore registrato dallo strumento si può visualizzare su una scala negli stru- menti analogici o tramite un display negli strumenti digitali . La visualizzazione non influisce sull'accuratezza dello strumento. Errore sistematico ed errore accidentale Per essere certi che il dato ottenuto da una misurazione è attendibile bisogna considerare che ogni misura è inevitabilmente accompagnata da un errore, che deriva dalla combinazione di errori sistematici e accidentali. Gli errori sistematici sono legati all'imprecisione dello strumento, mentre gli errori accidentali dipendono da piccoli cambiamenti delle condizioni in cui avviene la misurazione. • Un errore sistematico, per esempio, è legato all'uso di un righello con una suddivisione inesatta dei centimetri in millimetri. Questo tipo di errore è difficile da eliminare se continuiamo a usare lo stesso righello, ma possiamo ridurlo adoperando strumenti affidabili e regolarmente calibrati. • Un errore accidentale, invece, si verifica se ripetiamo più volte la misura della lunghezza di un foglio posizionando il righello a volte un po' prima e a volte un po' dopo rispetto all'angolo, oppure cambiamo la superficie sulla quale appoggiamo una bilancia prima di pesarci. Effettuare un numero di rilevamenti elevato ci consente di ridurre l'effetto degli errori accidentali e di avvicinarci con maggiore probabilità a un valore attendibile La media aritmetica ci permette di definire meglio la differenza tra precisione e accuratezza: la media aritmetica di un set di valori si calcola sommando tutti i valori delle misure e dividendo il risultato per il numero di misure effettuate. • La misura è precisa quando non si discosta molto dal valore medio di una serie ripetuta di misure. ● La misura è accurata se la media è vicina al risultato ritenuto vero (per esempio il valore del campione di riferimento). In generale, gli errori accidentali diminuiscono la precisione di una misurazione, mentre quelli sistematici diminuiscono la sua accuratezza. Volume e capacità Le misure di volume, di solito di liquidi, sono molto comuni. Il volume è la porzione di spazio occupata da un corpo, è una gran- dezza derivata da una lunghezza (elevata al cubo) e la sua unità di mi- sura nel SI è il metro cubo (m³). Il volume si esprime anche in litri e nei relativi multipli e sottomultipli: per esempio, in centilitri oppure in millilitri Il litro è l'unità di misura della capacità, la grandezza che corrisponde al volume di fluido che un recipiente può contenere: 1 L corrisponde alla quantità di liqui- do che riempie completamente un cubo cavo con il lato di 1 dm (Figura 1.8A). Il litro non appartiene al SI, ma il suo uso è accettato a livello internazionale. 1 L = 1 dm³ = 10 cm x 10 cm x 10 cm = 1000 cm³ 1 L = 1000 mL Quindi: 1000 cm³ = 1000 mL 1 cm³ = 1 mL L'equivalenza mostra che il centimetro cubo è la millesima parte del litro, per questo si dice anche millilitro e il suo simbolo è mL. 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