Chimica fisica/Termodinamica/Concetti: differenze tra le versioni
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La chimica-fisica è quella materia che studia da un punto di vista fisico-matematico, le reazioni e i composti chimici e le influenze dei fattori fisici, sulle stesse. SI consiglia per seguire agevolmente questo libro di avere sufficienti conoscenze di [[chimica generale|chimica]] di [[fisica classica]] e di [[analisi matematica I]], in quanto molte cose basilari verranno date per scontate.
=== Argomenti principali studiati dalla chimica-fisica e loro interdipendenza ===
*[[W:Termodinamica|Termodinamica]] chimica
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**Studio dell'atomo
== Sistemi termodinamici ==
Per sistema termodinamico si intende ogni porzione di spazio contenente quantità definite di una o più sostanze che si trova in uno stato definito.
<br />
Ci interessa dal punto di vista operativo, cioé per quel che riguarda lo studio dell'equilibrio e delle trasformazioni termodinamiche del sistema stesso.
L'universo o ambiente è l'esterno di un sistema termodinamico, è tutto ciò che non fa parte del sistema ma che può agire col sistema influenzandone le proprietà.
<br />
Per esempio un [[w:gas|gas]] in un cilindro con pistone:
*il gas e il pistone sono l'interno
*il cilindro è l'esterno
<br />
Altri esempi sono la [[w:Cella elettrochimica|pila Daniell]], un pezzo di sostanza ferromagnetica, una gomma per cancellare.
I sistemi termodinamici possono essere aperti, chiusi o isolati
*aperti quando si hanno scambi sia di materia che di energia
*chiusi quando non si hanno scambi di materia ma soltanto di energia
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Mentre un termos chiuso contenente un liquido caldo rappresenta un sistema isolato; da ciò si intuisce che è impossibile avere un sistema isolato perfettamente, per quanto si posano trovare metodi e materiali per isolare termicamente un contenitore, il calore passerà ugualmente, quindi ogni volta che si parlerà di sistema isolato bisogna tenere a mente che si tratta di una idealizzazione.
=== Descrizione microscopica e macroscopica di sistema termodinamico ===
Un sistema termodinamico si può vedere da un punto di vista macroscopico e microscopico.
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Per esempio per fare una descrizione macroscopica di un gas nel cilindro basta tenere conto della pressione, temperatura e volume; mentre per farne una descrizione microscopica occorre considerare le molecole e gli atomi e descrivere matematicamente tutte le posizioni che esse assumono man mano che cambiano la pressione, il volume e la temperatura.
=== Variabili estensive e variabili intensive ===
Queste variabili temperatura, pressione e volume si dividono in
#estensive: risultano determinabili solo con riferimento a tutto il sistema cioé con misure su tutta la quantità di sostanza o sulla estensione che si considera e risultano a queste proporzionali. Per esempio prendiamo un gas con una data massa, volume e lo mescoliamo con una uguale quantità dello stesso gas. Il volume aumenta, raddoppia, e raddoppierà anche la sua massa. Altro esempio: volume e forza.
#intensive: sono quelle che si misurano punto per punto e possono essere distribuite punto per punto oppure no. Sono indipendenti dalla quantità di sostanza o dall'estensione del sistema. Per esempio temperatura e pressione.
== Unità di misura in Chimica-fisica ==
vedi [[w:SI|Si]]
=== Relazione fra unità di misura della pressione ===
*1 Atm = 760 '''<sup>.</sup>''' 13,596 = 10'''<sup>.</sup>'''333 Kg/m<sup>2</sup> = 1,033 Kg/cm<sup>2</sup>
=== Scale termometriche ===
#scala centigrada o Celsius, simbolo C, (scala centesimale)
## 0°C temperatura del ghiaccio fondente
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## 373,14°K temperatura vapor d'acqua bollente
=== Fattori di conguaglio fra le varie scale termometriche ===
*rapporto fra scala centigrada e Reamur '''R:C=80:100'''
*rapporto fra scala centigrada e scala Fahreneit '''100:180=C:(F-32)'''
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=== Cenno alla teoria della relatività ===
*E=mc<sup>2</sup> dove E energia, m massa, c velocità della luce
Secondo quest'equazione la massa di un corpo è convertibile in energia.
La velocità della luce è al quadrato e ne consegue che una piccolissima quantità di massa si può trasformare in una quantità notevole di energia.
<br />
Il meccanismo di trasformazione della massa in energia avviene misurabilmente nelle reazioni nucleari che si svolgono all'interno del Sole, delle stelle e nelle pile atomiche, ma cambiamenti di massa si verificano in tutti quei processi che assorbono o liberano energia, solo che per la maggiorparte di essi il cambiamento di massa non è misurabile.
La teoria della relatività ha scarso interesse in chimica.
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