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Titolo: Massa e Quantita' di materia

Parlando delle forze centrifuga e centripeta in questo ng, e' stato
evidenziato piu'
volte che questo concetto e' fonte di molti dubbi. Prova ne sia il numero di
volte che e' stato oggetto di discussione.
La massa e' un altro di quei concetti fisici che creano problemi. Spesso si
legge
che la massa e' la "quantita' di materia di un corpo", magari in manuali per
le scuole superiori o in manuali di chimica universitari.
Questa affermazione viene corretta dagli insegnanti e si fa di solito notare
che massa e q.d.materia sono due grandezze diverse, che nel SI hanno unita'
diverse (kg e mol).
Leggendo i Principia di Newton si nota subito pero' che lo stesso autore usa
il concetto di quantita' di materia intendendo "massa inerziale".
Sara' forse per questo che la confusione permane: ha radici storiche.
Se voi doveste spiegare la differenza concettuale fra massa e quantita' di
materia ad uno studente cosa direste?
ciao
andre

Ciao, non saprei proprio dire cosa sia la quantita' di materia!
La massa, in *fisica classica*,
e' quel coefficiente che moltiplicato per la velocita' di un corpo
(qui assunto come puntiforme) fornisce una
quantita' che sommata a tutte le altre analoghe degli altri punti 
materiali che interagiscono con tale corpo, risulta essere conservata
indipendentemente dai dettagli dell'interazione. Tale quantita'
e' la be nota quantita' di moto.
E' chiaro che, in linea di principio, una volta deciso che la massa di 
un corpo di prova vale 1, usando la conservazione della quentita' di 
moto posso misurare le masse degli altri corpi in quella unita' di misura.
Ciao, Valter

-- 
------------------------------------------------
Valter Moretti
Faculty of Science
Department of Mathematics
University of Trento
Italy
http://www.science.unitn.it/~moretti/homeE.html

AAnDrEE ha scritto:
 > ...
 > Se voi doveste spiegare la differenza concettuale fra massa e
 > quantita' di materia ad uno studente cosa direste?
Sulla massa non debbo aggiungere niente a quanto ha gia' detto Valter.
Sulla q. di materia, occorre notare che nel senso moderno si tratta
di cosa del tuto diversa da quella di Newton, che era identica alla
massa, come hai gia' scritto.
A mio parere il termine (inventato di recente) e' piuttosto infelice,
proprio per il rischio di confonderlo col significato newtoniano; ma
si riferisce a *un dato numero di particelle*.
10^10 protoni, 10^10 molecole di CO2, 10^10 elettroni, sono la stessa
"quantita' di materia".
La q. di materia e' "quella cosa che si misura in moli", e che ancor
oggi viene infatti spesso chiamata "numero di moli".
Piu' o meno come se si dicesse "numero di metri" invece di lunghezza,
"numero di volt" invece di d.d.p., ecc.
Domanda legittima: ma non sarebbe meglio, allora, parlare direttamente
del n. di particelle?
Risposta: certamente, ma ci sono due ostacoli.
1: Molta gente fa fatica a destreggiarsi con numeri cosi' grandi, con
le notazioni esponenziali, ecc.
2: La mole (col nome di "grammomolecola") e' nata quando non era
affatto certo quale fosse il reale numero di particelle. Anzi c'era
anche chi non credeva nell'esistenza degli atomi.
Pero' le leggi delle combinazioni chimiche e le leggi dei gas
imponevano di mettere in relazione quantita' di sostanze diverse, e
venne inventato quel concetto.
Ormai e' difficile far macchina indietro...
------------------------------
Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
------------------------------

 oggi viene infatti spesso chiamata "numero di moli".
Ciao,  non sapevo che il "numero di moli" si chiamasse
anche e piu' propriamente  "quantita' di materia"...
un nome molto pericoloso.
Ciao, Valter


 
Poi c'è anche la massa gravitazionale, che a priori non è detto che sia 
uguale a quella inerziale (che hai appena descritto).
Penso che invece la "quantità di materia" sia una roba da alchimisti.

 Ciao, Valter
-- 
ciao
AAnDrEE

 Ormai e' difficile far macchina indietro...
Tra l' altro ci sono libri che definiscono grammoatomo e grammomolecola
(Silvestroni per esempio) altri che parlano di mole.
In sostanza non tutti danno definizioni aggiornate e quindi si finisce per
fare confusione.
Qualcuno saggiamente osserva che bisognerebbe usare solo la mole che
sostituisce i vecchi concetti di grammoatomo, grammomolecola, grammoformula.
E se la vedessimo in questo modo:
1) la quantita' di materia e' una grandezza che mi permette di contare il
numero di particelle da specificarsi di volta in volta di un corpo.
2) ognuna di queste particelle ha una massa
3) se moltiplico massa della particella per il numero delle particelle ho la
massa totale.
quindi il legame fra le due grandezze diventa evidente, almeno a livello
intuitivo. Ma non cosi' e' rigoroso...
Mi viene in mente un' altra cosa. Non e' che la identificazione
massa/q.d.mat. contribuisce anche a quella idea per cui nei fenomeni
relativistici c'e' variazione di quantita' di materia?


 Dalla discussione che stiamo facendo non sembra poi cosi' banale!
Non e' banale quando uno non fornisce la definizione di
"quantita' di materia". Se la definizione e' il numero di moli, allora
e' chiaro come il sole che sono due cose diverse, perche' se hai solo il
numero di moli di un sistema non ricavi il valore della massa del 
sistema automaticamente!
Ciao, Valter


AAnDrEE ha scritto:
 > ...
 > Perfetto, hai proprio centrato il punto che mi interessa. Quando ho
 > scritto "spiegare la differenza concettuale..." intendevo proprio
 > questo: se definiamo la quantita' di materia come "quella cosa che si
 > misura in moli" stiamo spiegando il significato di una grandezza
 > utilizzando la definiz. della sua unita' di misura in uno specifico
 > sistema di misura.
Beh, io non ti ho dato una definizione...
 > ...
 > Possibile che non si riesca a fare una cosa del genere con la
 > quantita' di materia? Evidentemente no, secondo quanto abbiamo
 > raggiunto.
 > Beh allora la q.d.mat. e' definita male!
La definizione ufficiale e' data per la mole, non per la q. di
materia.
Dice press'a poco cosi':
"Mole e' la q. di materia che contiene tante particelle quanti sono
gli atomi in 0.012 kg di C12."
"Quando si usa la mole occorre specificare di che particelle si
tratta."
Se mi dici che cosi' si da' una definizione in cui appare un termine
non definito, non posso che darti ragione.
Ma la metrologia e' cosi', e purtroppo ci sono anche buoni motivi per
questo :(
 > Infatti! E nessuno direbbe una cosa del genere.
Non ne sarei cosi' sicuro...


 > oggi viene infatti spesso chiamata "numero di moli".
- No. E' definita la "quantita' di sostanza" e
non la "quantita' di materia". La quantita' di sostanza,
intendendo con questo termine un materiale costituito
da "unita' strutturali" (atomi o molecole o insiemi di
ioni) tutte uguali fra loro, si misura in moli ma 
questo concetto non si identifica affatto con la "quantita'
di materia" che infatti, come ti ho detto, non e' definita.
La misura della quantita' di sostanza nei termini che ho 
appena specificato non presenta ne' ambiguita' ne' problemi 
di ordine logico.
- La definizione della massa come "quantita' di materia"
che spesso si legge su certi libri e' un'emerita idiozia
E' invece vero che la massa e' proporzionale alla 
"quantita' di materia" intesa in senso lato con l'ausilio 
del senso comune.
Ne consegue che alla stessa "quantita' di sostanza" possono 
corrispondere "quantita' di materia" diverse in virtu' 
della differenza delle masse (e quindi della quantita' 
di materia sempre intesa in senso lato) che costutuiscono 
ciascuna unita' strutturale.
Wolfram

CIAO ho trovato un link che puo' essere interessante
per approfondire l'argomento proposto... riporto sotto la conclusione a
cui arrivano gli autori... chi volesse conoscere tutta l'argomentazione
puo' leggersela visitando la pagina:
 
http://www.minerva.unito.it/Rubriche/DidatticaChimica/Mole1.htm#massa
Vinci
.. cut ...
Abbiamo qui sostenuta la tesi che la QS (Quantita' di sostanza) esprima la
reattività stechiometrica di sistemi di materia-energia. È di qui che
deriva la necessità, sottolineata da tutti, di precisare le 'entità
elementari' a cui riferire la QS in questione. Le diverse QS che possono
essere misurate per il medesimo campione di sostanza corrispondono alle
differenti qualità chimiche che una singola sostanza può esprimere a
seconda dei reagenti e delle condizioni di reazione. Per un certo campione
non si dà quindi una misura unica della QS, nello stesso senso con cui per
quello stesso campione si dà invece una e una sola misura di massa. Questo
aspetto cruciale non solo non indebolisce il valore metrologico della QS,
in quanto essa 'funziona' benissimo pur non avendo un campione, ma anzi ne
rafforza il significato epistemologico. Infatti da questo punto di vista
la QS esprime perfettamente il compito fondamentale della chimica:
trasformare le sostanze. Tutte le nostre conoscenze a livello
atomico-molecolare sono tese a comprendere la reattività delle sostanze,
in modo da poterle controllare, produrre, riprodurre, migliorare,
mescolare, trasformare in materiali. Non c'è quindi da stupirsi che la QS,
così fortemente voluta dai chimici accanto alla lunghezza e alla massa,
esprima anch'essa la reattività delle sostanze, sia pure nelle modalità
'riassuntive' di una reattività stechiometrica.
Abbiamo anche ripetuto gli 'ammonimenti' a non ritenere che la mole sia
una specie di grossa dozzina, e in particolare a non pensare che
l'operazione di pesata, così universale nei laboratori chimici, implichi
che la misura che viene fatta sia necessariamente quella di una massa. Non
solo – e tutti lo sanno – ciò che si misura effettivamente è una forza, ma
il più delle volte la forza misurata viene fatta corrispondere nei nostri
laboratori alla misura di una QS, e cioè ad una grandezza fisica del tutto
diversa dalla massa. Se nel nostro insegnamento quotidiano si evitassero
conteggi fantasiosi e 'fisicalismi' inopportuni, si diminuirebbe il numero
di violazioni alle regole della metrologia e renderemmo un buon servizio
alla chimica.
 
-- 
questo articolo e` stato inviato via web dal servizio gratuito 
http://www.newsland.it/news
 segnala gli abusi ad 
ab...@newsland.it

 quello che si dice.
Vero, pero' il fatto che una procedura possa essere male usata 
non significa che vada comunque evitata. Una formulazione alla 
Mach, che ho sintetizzato in 
http://www-dft.ts.infn.it/~esmargia/physics/secondoprinc.html
, mi 
sembra sia esente da circolarita' e definisce forze e masse 
utilizzando il secondo principio.
-- 
Enrico Smargiassi
http://www-dft.ts.infn.it/~esmargia

Ciao, si conosco quella formulazione perche' mi sono letto
il libro di Mach. Ma credo che sia essenzialmente la stessa cosa
che usare la conservazione della quantita' di moto (passando alle
derivate nel tempo)...
Ciao, Valter

-- 


zeldan ha scritto:
 > Poi c'è anche la massa gravitazionale, che a priori non è detto che
 > sia uguale a quella inerziale (che hai appena descritto).
A priori? Questione su cui si potrebbe discutere a lungo...
So bene che questa e' l'ortodossia di molti fisici, ma io non sono
d'accordo.


 Elio Fabri
ciao
andre

 Wolfram
-- 
[[[[[[[[[[[[[[[[
Andrea
AAnDrEE
]]]]]]]]]]]]]]]]

 Ciao, Valter
ciao
-- 
[[[[[[[[[[[[[[[[
Andrea
AAnDrEE
]]]]]]]]]]]]]]]]

 Vinci
Non credevo che questo argomento avrebbe suscitato troppo interesse, vedo
invece che e' venuta fuori una discussione imho interessante.
Grazie del link che hai incluso nel tuo post. E' un documento lunghetto, lo
leggero' con piu' calma poi.
Per ora dallo sguardo che ho dato mi e' parso che il problema sia piu'
sentito di quanto credessi.
-- 
[[[[[[[[[[[[[[[[
Andrea
AAnDrEE
]]]]]]]]]]]]]]]]

 Elio Fabri
ciao
AAnDrEE

 Beh allora la q.d.mat. e' definita male!
Questa era la domanda :
Se voi doveste spiegare la differenza concettuale fra massa e quantita' di
materia ad uno studente cosa direste?
In questa forma la domanda accetta una sola risposta :
massa = quantità di materia.
In realtà la massa è una proprietà intrinseca della materia.
E in quanto tale manca di moltissime qualità della materia.
Anzi, ne ha solo una, se stessa!!
Dal punto di vista fisico, limitato all'uso che
se ne fa in fisica, dovrei dire :
esiste una sola variabile che distingue le due grandezze.
Anche se non è importante per i calcoli questa
variabile è utilissima per vedere l'identità delle due cose.
Quale'è la variabile ????
Non lo dico subito nella speranza che collegate da soli,
infatti lo sapete certamente meglio di me, dovete
semplicemente collegarlo.
Buona meditazione!
-- 
Andrea Sorrentino, libero "Ricercatore"
Web: 
http://digilander.libero.it/socratis

 A me e' sempre piaciuto poco.
Quello che a me non piace affatto e' che si assume in questi discorsi
di avere un ente che esercita una forza nota  su ogni corpo
di prova. Una molla  si comporta come richiesto, basta conoscerne 
l'allungamente per sapere la forza esercitata... pero'questo lo possiamo 
dire a posteriori quando abbiamo
gia' capito bene cosa sia una forza (una legge di forza) e in tale
comprensione si usa, molto spesso, F=ma in cui pero' vorremmo
definire m.
Non dico che sia impossibile districarsi da queste contorsioni,
ma se si puo' seguire una via che definisce la massa prima e
indipendentemente dal concetto di forza e' molto meglio.
La procedura che si basa sulla legge di conservazione della q.di.m.
permette di fare cio'. Io normalmente, nel corso di meccanica analitica
imposto al meccanica dei punti materiali non vincolati cosi'.
1) "Definizione" di riferimento inerziale ("esiste un riferimento in cui 
corpi sufficientemente lontani l'uno dall'altro si muovono di moto 
rettilineo uniforme indipendentemente dal loro numero").
2) legge di conservazione dell'impulso e definizione contestuale della
    massa.
3) Enunciazione del determinismo in termini delle
    leggi di forza e di F(atti di moto)=ma per due punti materiali
4) "Teorema" di azione e reazione.
5) Principio di sovrapposizione delle forze.
....
Ciao, Valter
-- 


AAnDrEE ha scritto:
 >> - No. E' definita la "quantita' di sostanza" e
 >> non la "quantita' di materia".
 > Giusto, errore mio. Avevo in mente questo termine, molto piu' diffuso
 > a livello popolare.
 > Ho riguardato il dizionario delle u.d.m di Michelangelo Fazio (SI,
 > MKSA & Co.) giusto ieri.
Piano...
Ho fatto una scoperta interessante.
Sono andato al sito del BIPM (Bureau International des Poids et des
Me'sures), che ha pagine in due lingue: francese e inglese. Ecco che
cosa ho trovato.
Nella pagina inglese si parla di "amount of substance"; in quella
francese di "quantite' de matie`re".
Dato che il BIPM e' quanto di piu' ufficiale esiste in materia (o in
sostanza? :-)) ) e dato che in entrambe le lingue esistono le parole
per "materia e per "sostanza", mi sembra un bel rompicapo...
Restando il fatto che forse "sostanza" e' preferibile perche' evita
l'equivoco da cui siamo partiti, con la massa...


AAnDrEE ha scritto:
 > Per la "quantita' di sostanza" (il nome corretto era questo) sembra
 > che non si riesca a fare di meglio se non dire "e' il numero di moli".
 > Questa e' la mia perplessita'.
 > Io giorno che cambiamo unita' di misura la quantita' di sostanza
 > diventera' "xyzt".
 > Invece il concetto di lunghezza e' tal quale per noi quanto per quelli
 > che usano le unita' inglesi.
Capisco il problema, e confesso che non ho le idee chiare.
Mi pare che bisognerebbe essere capaci di dire "questi hanno la stessa
q. di sostanza (di tipi specificati)" prima di aver fissato l'unita'
di misura.
La cosa ha anche a che vedere col problema delle dimensioni: la mole e'
davvero un'unita' fondamentale?
Avverto che io su queste cose ho idee eterodosse: per es. per me
l'ampere *non e'* un'unita' fondamentale.
 > Io non riesco a vederli. Potresti spiegarmi meglio cosa intendi? Vuoi
 > dire che esiste una oggettiva difficolta' o che e' comodo che le cose
 > stiano in un certo modo?
Un po' di tutto.
Credo che in certi casi ci siano oggettive difficolta'.
In altri esiste la necessita' di tener conto di esigenze contrastanti:
la metrologia deve far i conti con la storia, con gli usi di diversi
settori scientifici e tecnologici, in molti casi cosi' consolidati che
alterarli produrrebbe disastri pratici.
Poi esistono anche resistenze conservatrici, differenze di
mentalita'...
Per fare un unico esempio, non ignorerai che in larga misura i fisici
non hanno digerito il SI, e contiuano a usare il sistema di Gauss


 l'equivoco da cui siamo partiti, con la massa...
- Esattamente.
Ciao 
Wolfram

 Wolfram
--
ciao a tutti
[[[[[[[[[[[[[[[[
Andrea
AAnDrEE
]]]]]]]]]]]]]]]]

Credo che questo articolo di Le Scienze sia attinente all'argomento trattato
in questo thread.
"Un nuovo valore per il numero di Avogadro"
http://www.lescienze.it/index.php3?id=7878
Saluti