La materia si presenta in tre diverse forme : solida, liquida e aeriforme. Mediante scambi di calore si può passare da uno stato di aggregazione all'altro.
Vaporizzazione
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Passaggio di stato da liquido ad aeriforme
Tre leggi sperimentali
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La vaporizzazione ha le stesse caratteristiche generali della fusione.Esistono dunque anche tre leggi sperimentali della vaporizzazione:1. a una data pressione, per ogni liquido, l'ebollizione avviene ad una temperatura determinata detta TEMPERATURA DI EBOLLIZIONE;2. durante tutto l'intervallo di tempo in cui avviene l'ebollizione di un liquido, la sua temperatura si mantiene costante;3. L'energia necessaria per trasformare in vapore acqueo l'intera massa m di un liquido che si trova già alla sua temperatura di ebollizione, è direttamente proporzionale a m.
La formula
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DE = Energia di Vaporizzazione (J)Lv = Calore latente di vaporizzazione (J/kg)m = Massa del liquido (kg)
Calore latente di vaporizzazione
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è uguale alla quantità di energia necessaria per trasformare completamente in vapore 1 kg di una data sostanza mantenendo la sua temperatura costante.
L'energia è fornita dall'ambiente
Raffreddamento per evaporazione
Evaporano le molecole che
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L'evaporazione sottrae al liquido molte molecole, quelle più veloci cioè con l'energia cinetica maggiore. Di conseguenza durante l'evaporazione l'energia cinetica media delle molecole del liquido diminuisce, questo dal punto di vista microscopico; dal punto di vista macroscopico, il liquido si raffredda.
Sono sulla superficie del liquido
Hanno il verso della velocità rivolto verso l'esterno
Hanno il modulo della velocità tanto alto da poter sfuggire alle forze di coesione tra le particelle nel liquido
Condensazione
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Passaggio di stato da aeriforme a liquido
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La Formula
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D E = Energia di condensazione (J)Lv = Calore latente di vaporizzazione (J/kg)m = Massa (kg)
L'energia è ceduta all'ambiente
Sublimazione
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Passaggio di stato da solido ad aeriforme
Avviene in sostanze come lo iodio e la canfora
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Se si riscalda lo iodio si sprigioneranno dei vapori violacei
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Brinamento (o Condensazione)
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Passaggio di stato da aeriforme a solido
La formazione della brina è un esempio di questo passaggio di stato
Fenomeni atmosferici legati alla condensazione del vapore acqueo
Brina
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Si forma quando la temperatura del suolo è minore di 0°C, l'acqua passa direttamente da vapore a ghiaccio.
Neve
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Si forma all'interno delle nubi grazie ai nuclei di congelamento, se la temperatura è minore di 0°C
Subtopic
Pioggia
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Si forma anch'essa all'interno delle nubi per aggregazione dei cristalli di ghiaccio o di goccioline d'acqua
Solidificazione
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Passaggio di stato da liquido a solido
L'esperimento
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Abbiamo un liquido in un recipiente a cui viene somministrato calore attraverso una fiamma. Se togliamo il recipiente dalla fiamma, la temperatura inizia a diminuire ma, quando inizia la solidificazione di questo liquido notiamo che essa si stabilizza. Solo quando nel recipiente non rimane più sostanza liquida, la temperatura comincia a diminuire.
La Formula
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La temperatura di solidificazione è, per ogni sostanza, uguale a quella della fusione.D E = Energia di solidificazione (J)Lf = Calore latente di fusione (J/kg)m = Massa (kg)
L'energia è ceduta all'ambiente
Fusione
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Passaggio di stato da solido a liquido
Segue tre leggi sperimentali
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Le leggi sono :1. Ad una certa pressione, per ogni sostanza, la fusione avviene a una temperatura determinata, detta temperatura di fusione;2. Nel corso dell'intervallo di tempo in cui avviene la fusione di un corpo, la sua temperatura rimane costante;3. L'energia per fondere completamente la massa m di una sostanza è direttamente proporzionale a m.
La Formula
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D E = Energia di fusioneLf = Calore latente di fusionem = Massa
L'energia è fornita dall'ambiente
Calore latente di fusione
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è numericamente uguale alla quantità di energia necessaria per fondere completamente 1 kg di una sostanza.
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Approfondimento
Come funziona un impianto per l'innevamento?
Vapore saturo e la sua pressione
Vapore saturo
Quando cessa l'evaporazione di un liquido si dice che l'ambiente è saturo di vapore
PRESSIONE DI VAPORE SATURO
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Si chiama pressione di vapore saturo quella pressione che il vapore esercita sulle pareti del recipiente che lo contiene quando l'evaporazione del liquido da cui esso proviene smette di avvenire.
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Massima pressione permessa per un vapore ad una data temperatura
Temperatura di ebollizione
La temperatura di ebollizione di un liquido è quella per cui la pressione di vapore saturo del liquido è uguale alla pressione atmosferica
L'umidità
Relativa
in un dato luogo e in un dato istante
è il rapportp tra la pressione del vapore d'acqua che si misura e la pressione del vapore saturo dell'acqua nelle stesse condizioni
La Formula
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H =Umidità relativaPa = Pressione del vapore acqueo (Pa)Ps = Pressione del vapore saturo (Pa-)
Per misurarla si usa l'IGROMETRO
Temperatura percepita
Bassa umidità + presenza di vento
Favoriscono l'evaporazione del sudore e procurano la sensazione di fresco
Alta umidità + assenza di vento
Ostacolano l'evaporazione del sudore e procurano la sensazione di caldo
