Termologia 3. Teoria microscopica della materia. 3.1 Il moto browniano Altri esempi: particelle di...
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Termologia
3. Teoria microscopica della materia
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3.1 Il moto browniano
Altri esempi: particelle di fumo, profumi o odori nell’aria
Il moto browniano testimonia che l’acqua (e l’aria) è composta da un numero enorme di molecole in moto continuo, veloce e disordinato
Esempio: moto incessante e irregolare di un granello di polline sospeso nell’acqua
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3.2 Modello microscopico dei gas
Il modello molecolare del gas perfetto consente di interpretare in termini microscopici le proprietà macroscopiche del gas
Modello microscopico del gas perfetto: forze di attrazione molecolare trascurabili moto incessante, disordinato e molto veloce (agitazione termica) urti elastici contro le pareti del recipiente (leggi della meccanica)
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3.2 Pressione microscopica
La pressione del gas è dovuta agli urti delle molecole contro le pareti del recipiente (punto di vista microscopico)
Grandezze microscopiche e grandezze macroscopiche: con un procedimento statistico è possibile calcolare la forza media sulle pareti del recipiente, quindi la pressione
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3.4 Temperatura microscopica
La temperatura assoluta T è una misura dell’energia cinetica media Kmedia degli atomi (o molecole)
All’aumentare della temperatura, le molecole del gas si muovono sempre più velocemente
Tkl
K Bmedia 2
kB = 1,38 x 10-23 J/K (costante di Boltzmann)l = numero di gradi di libertà (coordinate che descrivono moto mol.)
Allo zero assoluto (T=0) tutte le molecole sono ferme (Kmedia=0) e non possono più essere rallentate ulteriormente (temperatura minima)
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3.7 L’energia interna■ Energia interna di un sistema fisico:
è l’energia complessiva di tutte le sue componenti microscopiche
■ Energia interna di un gas perfetto (molecole non interagiscono):somma delle sole energie cinetiche delle N molecoleè direttamente proporzionale alla temperatura assoluta
■ Energia interna di un gas reale (molecole interagiscono):somma dell’energia cinetica (positiva) e dell’energia potenziale (negativa, energia di legame) di tutte le molecole
TNkl
U B2
potEKU
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3.7 Macroscopico e microscopico
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3.9 Gas, liquidi e solidiL’energia interna dei corpi è la somma di due contributi:
1. Effetto disgregante (positivo) dovuto a en. cinetica (agitazione termica)
2. Effetto di attrazione (negativo), dovuto a energia potenziale
■ Gas: effetto disgregante prevale su quello di attrazione■ Liquidi: effetto disgregante ed effetto attrattivo si equilibrano■ Solidi: le forze di attrazione prevalgono
sull’effetto disordinante