Misure e Grandezze

1. MISURE E GRANDEZZE

2. LA CHIMICA
La chimica studia la composizione, la struttura e le trasformazioni
dei materiali.

3. LE GRANDEZZE FISICHE
Il grande sviluppo delle scienze deriva dalla capacità di effettuare
misure semplice più precise. Le grandezze che si possono
misurare si chiamano grandezze fisiche.

4. GRANDEZZE FONDAMENTALI E
GRANDEZZE DERIVATE
La comunità scientifica internazionale ha individuato 7 grandezze
indipendenti, dette grandezze fondamentali:
 Lunghezza
 Massa
 Tempo
 Intensità di corrente
 Temperatura
 Quantità di sostanza
 Intensità luminosa
Dalle grandezze fondamentali possono essere ricavate tutte le altre grandezze,
chiamate grandezze derivate.

5. IL SISTEMA INTERNAZIONALE
Il sistema metrico, fondati sulle sette grandezze fondamentali è
denominato sistema internazionale di unità, ed è normalmente
abbreviato con la sigla SI.
A ciascuna grandezza fondamentale, che è contraddistinta da un
simbolo, è stata assegnata una unità di misura, anch’essa
sintetizzata in un simbolo.

6. LE GRANDEZZE FONDAMENTALI E LE
LORO UNITÀ DI MISURA
Grandezza
fisica
Simbolo della
Grandezza
Nome dell’unità di
misura
Simbolo dell’unità di
misura
Lunghezza l Metro m
Massa m Kilogrammo kg
Tempo t Secondo s
Corrente elettrica i Ampère A
Temperatura T Kelvin K
Quantità di sostanza n Mole mol
Intensità luminosa iv Candela cd

7. ALCUNE GRANDEZZE DERIVATE
Grandezza fisica Nome
dell’unità di misura
Simbolo
dell’unità di misura
Definizione in termine di
altre unità SI
Area Metro quadrato m2
Volume Metro cubo m3
Densità o massa volumica Kilogrammo al metro cubo kg/m3
Forza Newton N N = kg * m/s2
Pressione Pascal Pa Pa = N/m2
Energia, lavoro, calorie Joule J J = N * m
Velocità Metri al secondo m/s
Accelerazione Metro al secondo quadrato m/s2
Potenza Watt W W = J/s
Carica elettrica Coulomb C C = A * s
Differenza di potenziale
elettrico
Volt V V = J/C
Resistenza Ohm Ω Ω = V/A
Frequenza Hertz Hz Hz = 1/s

8. MULTIPLI E SOTTOMULTIPLI
Per comodità spesso si usano multipli e sottomultipli delle unità
di misura. A ogni multiplo e sottomultiplo corrisponde un prefisso
che deve precedere, senza spazi interposti, il nome dell’unità di
misura. Anche ai prefissi si associa un simbolo che viene
anteposto al simbolo dell’unità di misura.

9. PRINCIPALI PREFISSI DELLE UNITÀ DI
MISURA
Sottomultiplo Prefisso Simbolo Multiplo Prefisso Simbolo
10-1 Deci- d- 10 Deca- da-
10-2 Centi- c- 102 Etto- h-
10-3 Milli- m- 103 Kilo- k-
10-6 Micro- µ- 106 Mega- M-
10-9 Nano- n- 109 Giga- G-
10-12 Pico- p- 1012 Tera- T-
10-15 Femto- f- 1015 Peta- P-
10-18 Atto- a- 1018 Exa- E-

10. LA LUNGHEZZA
L’unità di misura della lunghezza nel SI è il metro (m).
Il metro viene definito come lo spazio percorso dalla luce nel
vuoto in un intervallo di tempo di 1/299792458.

11. IL TEMPO
L’unità di misura del tempo nel SI è il secondo (s).
Il secondo viene definito come l’intervallo di tempo necessario
dalle radiazioni emesse dal cesio-133 per compiere 9.192631.770
vibrazioni.

12. IL VOLUME
Il volume è una grandezza derivata da una lunghezza e la sua
unità di misura nel SI è il metro cubo (m3).
Quando il volume esprime una misura di capacità si fa
riferimento al litro (l). Per definizione l è uguale a 0,001 m3.

13. DETERMINAZIONE DEL VOLUME
Nei laboratori per la determinazione del volume dei liquidi si
possono adoperare cilindri graduati per prelevare, o matracci
tarati per contenere uno specifico volume quando riempiti fino
all’orlo della tacca che hanno sul collo.
Per prelevare quantità di liquidi si utilizzano invece le burette,
lunghi tubi graduati con un rubinetto a un estremità, o le pipette
che possono essere sia graduate sia tarate.

14. LA MASSA E IL PESO
L’unità di massa presente nel SI è il kilogrammo (kg).
La massa è definita come la misura dell’inerzia di un corpo, cioè
la misura della resistenza che il corpo oppone alla variazione del
suo stato di quiete o di moto.

15. MISURAZIONE DELLA MASSA
La massa si misura per mezzo di una bilancia in cui la massa
dell’oggetto incognito viene confrontata con una serie di masse
standard. In laboratorio le bilance a piatti uguali sono state
velocemente sostituite dalle bilance elettroniche e analitiche.

16. PORTATA E SENSIBILITÀ
Bilance diverse possono avere portate e sensibilità molto
differenti.
La portata di uno strumento è uguale al minimo valore della
grandezza che si può misurare e la sensibilità è uguale alla
minima variazione registrabile dello strumento.
In laboratorio si parla di bilance analitiche, in grado di affrontare
pesate con una precisione di 0,0001 g e bilance tecniche, che
hanno maggiore portata ma una minore sensibilità, 0,001 g.

17. IL PESO
La forza con cui in cui la terra attira una certa massa è chiamata
forza peso o, più brevemente, peso, e dipende dal valore
dell’accelerazione di gravità, g, che è circa a 9,8 m/s.
Il peso P di un corpo, di massa m è la forza con cui esso viene
attratto dalla terra secondo la relazione: P = mg
L’unità di misura del peso nel SI è il newton (N).

18. LA PRESSIONE
L’unità di misura della pressione nel SI è il pascal (Pa), pari al
Newton (N) su metro quadrato (m2): Pa = 1N/m2.
La pressione è una grandezza derivata.

19. LA DENSITÀ
Anche la densità è una misura derivata che si determina
calcolando rapporto tra la massa (m) e il volume (V) che esso
occupa: d = m/V (Kg/m3)
Secondo il SI la densità assoluta si esprime in Kg/m3.
Per i gas invece la densità è espressa generalmente in g/L.
La densità varia al variare della temperatura e della pressione.

20. LA TEMPERATURA
Lo strumento utilizzato per misurare la temperatura è il
termometro, che si basa sulle capacità che hanno i soldi, i gas e i
liquidi di dilatarsi all’aumentare della temperatura.
I termometri possono essere graduati secondo diverse scale
termometriche: La Celsius, la Fahrenheit o la Kelvin.

21. IL CALORE E IL CALORE SPECIFICO
Il calore è energia in transito che si trasferisce da un corpo a
temperatura più elevata, cioè più caldo, a un altro più freddo. La sua
unità di misura è la stessa dell’energia, il joule (J).
L’effetto provocato su un corpo da una certa quantità di calore
dipende dalla natura del corpo.
Ne consegue che, al variare della natura del corpo, è diversa la
quantità di calore necessaria a far aumentare di 1K la temperatura di 1
Kg di massa.
Tale quantità di calore è detta calore specifico.
L’unità di misura del calore specifico, che è una grandezza derivata,
corrisponde nel SI a J/Kg K.

22. MISURE PRECISE E MISURE ACCURATE
Ogni misura è inevitabilmente accompagnata da un errore, che
deriva dalla combinazione di:
 Errori sistematici (spesso conseguenza di strumenti di misura di
cattiva qualità)
 Errori accidentali (dovuti a piccoli cambiamenti delle
condizioni in cui si esegue la misura)

23. ERRORI SISTEMATICI E ERRORI
ACCIDENTALI
Gli errori sistematici si possono ridurre, ma non eliminare,
scegliendo strumenti di misura adeguati e procedendo con molta
cura durante la misura stessa.
Gli errori accidentali sono invece imprevedibili, perché
dipendono dal caso.
È possibile ridurre al minimo l’entità degli errori accidentali
ripetendo più volte la stessa misura.
Il valore più attendibile di una misura si ottiene facendo la media
aritmetica dei risultati delle misure.