CHIMICA E FISICA — NOZIONI PER CONCORSI
CHIMICA BASE
Atomo: la più piccola parte di un elemento chimico che ne conserva le proprietà. Composto da: protoni (carica positiva, nel nucleo), neutroni (carica neutra, nel nucleo), elettroni (carica negativa, orbitano intorno al nucleo). Numero atomico (Z): numero di protoni (identifica l'elemento). Numero di massa (A): protoni + neutroni. Isotopi: atomi dello stesso elemento con diverso numero di neutroni.
Tavola periodica (Mendeleev, 1869): organizza gli elementi per numero atomico crescente. I principali elementi: H (idrogeno, il più leggero), He (elio), C (carbonio), N (azoto), O (ossigeno), Fe (ferro), Au (oro), Ag (argento), Cu (rame), Na (sodio), Cl (cloro).
Molecola: gruppo di atomi legati chimicamente. Esempio: H₂O (acqua: 2 atomi di idrogeno + 1 di ossigeno), CO₂ (anidride carbonica), O₂ (ossigeno molecolare), NaCl (cloruro di sodio = sale da cucina).
Legami chimici: ionico (trasferimento di elettroni — es. NaCl), covalente (condivisione di elettroni — es. H₂O), metallico (elettroni delocalizzati — metalli).
Stati della materia: solido (forma e volume propri), liquido (forma del recipiente, volume proprio), gassoso (né forma né volume propri). Passaggi di stato: fusione (solido → liquido), evaporazione/ebollizione (liquido → gas), condensazione (gas → liquido), solidificazione (liquido → solido), sublimazione (solido → gas).
Acqua: congela a 0°C, bolle a 100°C (a livello del mare). pH: scala da 0 a 14 che misura acidità/basicità. pH 7 = neutro. pH minore di 7 = acido. pH maggiore di 7 = basico (alcalino).
FISICA BASE
Le tre leggi di Newton: Prima legge (inerzia): un corpo resta in quiete o in moto rettilineo uniforme se non agiscono forze. Seconda legge: F = m × a (forza = massa × accelerazione). Terza legge: a ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria.
Forza di gravità: forza con cui la Terra attira i corpi. Accelerazione di gravità: g = 9,81 m/s² (approssimata a 9,8 o 10 nei test). Peso = massa × g. Domanda tipica: Qual è la differenza tra massa e peso? La massa è una proprietà intrinseca (in kg), il peso è una forza (in Newton) e dipende dalla gravità.
Velocità: spazio / tempo (m/s o km/h). Conversione: 1 m/s = 3,6 km/h.
Energia: capacità di compiere lavoro. Tipi: cinetica (di movimento: Ec = ½mv²), potenziale (di posizione: Ep = mgh), termica (calore), chimica, elettrica, nucleare. Legge di conservazione dell'energia: l'energia non si crea né si distrugge, si trasforma. Unità di misura: Joule (J). Potenza: energia / tempo. Unità: Watt (W). 1 kW = 1.000 W.
Temperatura: misura dell'agitazione termica delle molecole. Scale: Celsius (°C), Fahrenheit (°F), Kelvin (K). 0°C = 273,15 K = 32°F. Zero assoluto: -273,15°C = 0 K (temperatura minima possibile).
Elettricità: corrente elettrica = flusso di elettroni in un conduttore. Grandezze: tensione (Volt, V), corrente (Ampere, A), resistenza (Ohm, Ω). Legge di Ohm: V = R × I. Corrente continua (CC/DC): gli elettroni fluiscono in una direzione. Corrente alternata (CA/AC): gli elettroni cambiano direzione periodicamente (la rete elettrica domestica: 220V, 50Hz in Italia).
Onde: meccaniche (suono — necessitano di un mezzo) e elettromagnetiche (luce — si propagano anche nel vuoto). Spettro elettromagnetico: onde radio, microonde, infrarossi, luce visibile, ultravioletti, raggi X, raggi gamma. Velocità della luce: circa 300.000 km/s.
Suono: onda meccanica. Frequenza in Hertz (Hz). L'orecchio umano percepisce da 20 Hz a 20.000 Hz. Infrasuoni: sotto i 20 Hz. Ultrasuoni: sopra i 20.000 Hz. Velocità del suono nell'aria: circa 343 m/s (molto più lenta della luce).