Differenze tra le versioni di "Chimica per il liceo/Le grandezze fisiche e la loro misura"

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=== Le grandezze fisiche ===
[[File:Baltic amber - Coleoptera, Cleridae - Length 10 mm.JPG|miniatura|Un pezzo d'ambra: il valore che si può dare a questa pietra dipende dall'interesse di chi la volesse possedere. Il "valore" quindi non è una proprietà oggettiva, dipende dalle persone. La sua massa invece (pesa 2,53 g) è una proprietà oggettiva, esprimibile con un numero ed una unità di misura.]]
La materia che osserviamo può essere descritta in base a determinate proprietà (o caratteristiche) come la forma, il colore, l'odore, il peso, il valore, la bellezza. Alcune caratteristiche come la '''bellezza''' o il '''valore''' sono soggettivi, cioè dipendono dai gusti, esigenze, od opinioni di un individuo. Altre proprietà invece, come il peso o la temperatura, sono oggettive e non dipendono dalle opinioni degli individui.
 
La '''<u>grandezza fisica</u> dunque è una proprietà di un corpo (o di un fenomeno) che può essere espressa in modo oggettivo attraverso un <u>numero</u>'''. A questo fine le grandezze fisiche vengono '''misurate con delle unità di misura''' appositamente scelte e condivise.
* '''Le 7 grandezze fisiche fondamentali''': sono grandezze indipendenti che non vengono costruite a partire da altre grandezze. Sono 7: <u>lunghezza</u>, <u>massa</u>, <u>tempo</u>, <u>temperatura</u>, <u>quantità di sostanza</u>, <u>corrente elettrica</u>, <u>intensità luminosa</u>. Le prime quattro rivestono una particolare importanza in quanto molto usate sia in ambito scientifico che nella vita comune. La quantità di sostanza è significativa in ambito chimico. Le ultime due sono utilizzate più di rado.
* '''Le grandezze fisiche derivate''': sono tutte quelle altre grandezze fisiche che vengono costruire combinando tra loro le grandezze fisiche fondamentali. Ad esempio il volume (lunghezza x lunghezza x lunghezza), la velocità (lunghezza/tempo) e la densità (massa/volume).
Le grandezze possono essere definite '''<u>intensive, se non dipendono dalle dimensioni del corpo</u>''' (ad esempio la temperatura, la densità) , oppure '''<u>estensive, se dipendono dalle dimensioni del corpo</u>''' (ad esempio la massa, il volume, la lunghezza, il peso).
 
=== Le unità di misura ===
Per ogni grandezza fisica viene stabilita una '''quantità di riferimento''' che viene detta "'''unità di misura'''" che servirà per "'''misurare'''" la grandezza fisica considerata. Le unità di misura hanno dei '''nomi''' e dei '''simboli''' (vedi tabella sotto).
 
Ad esempio per misurare la massa, nel 1795 venne individuato il chilogrammo come la massa di un '''dm<sup>3</sup> di acqua pura''' a 3,98 °C, ma poi, viste le difficoltà di misurare questocorrettamente questo dm<sup>3</sup> d'acqua, venne creato nel 1875 un apposito '''campione di platino-iridio''' (conservato nel ''Bureau International des Poids et Mesures'' (Ufficio internazionale dei pesi e delle misure) presso il Pavillon de Breteuil a Sèvres, Francia. Nel 2018, nell'intento di slegare questa massa di riferimento da campioni reali, il chilogrammo è stata definito come '''''la quantità di massa necessaria per compensare una forza di 6.62607015 x 10<sup>-34</sup> Js in una bilancia di Watt'''''.
 
Per fare in modo che tutti gli stati utilizzino le stesse unità di misura, nel 1960 fu fondato il '''Sistema Internazionale di unità di misura''' ('''S.I.)'''), che viene mantenuto e aggiornato da un gruppo di scienziati riuniti nella Conferenza Generale dei Pesi e Misure (CGPM). Nei paesi anglosassoni tuttavia sono ancora molto diffuse vecchie unità di misura non decimali (pedi, pollici, galloni...).
 
{{Clear}}
|''A''
|metro quadro
|m<sup>2</sup>
|m²
|m<sup>2</sup>
|
|''V''
|metro cubo
|m<sup>3</sup>
|m³
|m<sup>3</sup>
|
|chilogrammo al metro cubo
|kg/m³<sup>3</sup>
|kg · m<sup>−3</sup>
|
 
== La lunghezza ==
La lunghezza Indicaindica '''una dimensione di un corpo''', ovverosia quanto si estende nello spazio in una certa direzione.
 
Nel S.I. '''l'unità di misura è il metro'''. Il metro fu introdotto in Francia nel 1791 come '''1/10.000.000 del semimeridianomeridiano passante per Parigi''' (anche se poi la misura si rivelò errata) e nel 1799 venne costruito il primo campione di metro in platino-iridio. In Italia fu portato da Napoleone, durante le sue campagne di conquista.
 
L'incertezza nella definizione del metro portò il Bureau internationalInternational des poidsPoids et mesuresMesures (BIPM) a ridefinire nel 1889 il metro come la distanza tra due linee incise su una '''barra campione di platino-iridio conservata a Sèvres''' presso Parigi.
 
Gli scienziati però cercavano un modo per definire il metro senza bisogno di un modello fisico, e nel '''1983''' la ''XVII'' ''Conferenza generale di pesi'' e misure definì il metro come la '''distanza percorsa dalla luce nel vuoto in 1/299 .792 .458 di secondo''' (ovvero la velocità della luce nel vuoto venne definita essere 299.792.458 metri al secondo, ≈300000≈ 300000 km/s).
 
La lunghezza viene declinata in vari modi, ad esempio:
 
* larghezza, profondità, base, altezza: è la lunghezza considerata nella varie direzioni di un corpo, in genere di forma geometrica (es. di un mobile)
* ampiezza: in fisica, è la massima variazione di una grandezza in un'oscillazione periodica.
* profondità: riferita ad un corpo idrico (profondità di un lago) o ad un corpo cavo (profondità di una grotta)
* raggio e diametro,: riferitoriferiti al cerchio
* spessore: riferito a corpi piatti:, ad esempio lo spessore del tavolo, di un foglio di carta
* distanza: si fa riferimento a due corpi (distanza tra due pali) o due luoghi (distanza tra due città)
 
 
== La massa (non è il peso!) ==
Semplificando, può essere definita come la '''quantità di materia''' presente in un corpo. Una definizione scientificamente più corretta è quella di massa inerziale: la '''resistenza al cambiamento dello stato di movimento quando viene applicata una forza.''' Questa è una definizione operativa, ovverosia la massa è definita precisando strumenti e modalità con cui viene misurata. Se proviamo a spingere un'auto e una bicicletta ci rendiamo conto, anche senza una bilancia, di quale corpo abbia una massa maggiore poiché l'automobile oppone molta più resistenza allo spostamento, quindi ha una massa maggiore. L'unità di misura nel S.I. è il '''chilogrammo''' o '''kilogrammo''' ('''kg''').
 
Nel 1795 venne individuato il chilogrammo come la massa di un '''dm<sup>3</sup> di acqua pura''' a 3,98 °C, ma poi, viste le difficoltà di misurare questo dm<sup>3</sup> d'acqua venne creato nel 1875 un apposito '''campione di platino-iridio''' (conservato nel ''Bureau International des Poids et Mesures'' (Ufficio internazionale dei pesi e delle misure) presso il Pavillon de Breteuil a Sèvres, Francia. Nel 2018, nell'intento di slegare questa massa di riferimento da campioni reali, il chilogrammo è stata definito come '''''la quantità di massa necessaria per compensare una forza di 6.62607015 x 10<sup>-34</sup> Js in una bilancia di Watt'''''. Si tratta purtroppo di una definizione di difficile comprensione, ma per i fisici è estremamente precisa e indipendente da campioni reali conservati in qualche ufficio nel mondo.
 
=== Scala Kelvin ===
Si basa sullo '''zero assoluto (0 K)'''. Lo zero assoluto, equivalente a '''-273,15 °C''', è la minima temperatura che un corpo può, teoricamente, possedere. È un <u>valore limite non raggiungibile</u>, ma sperimentalmente ci si è andati molto vicini (un450 solopK, milionesimocioè di0,00000000045 °CK). Si è deciso che il "gradino" di ogni grado corrisponda a quello della scala Celsius, per cui è facile passare da K a °C. Ad esempio 0°C = +273,15 K. Formula di conversione: '''T = °C + 273,15'''
 
=== Scala Celsius ===
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