Фізичний світ навколо нас складається з матерії. За допомогою наших п’яти почуттів ми можемо розпізнавати або сприймати різні типи матерії. Одні легко сприймаються як камінь, який можна побачити і потримати в руці, інші менш легко розпізнати або не сприйняти одним із органів чуття; наприклад, повітря. Справа в тому, все, що має масу і вага, займає місце в просторі, наші почуття і випробувати явище інерції (опір, який чиниться на позицію зміни).
Що таке матерія
Зміст
Визначення матерії, згідно з фізикою, - це все, що становить те, що займає певний регіон у просторі-часі, або, як це описує його етимологічне походження, це речовина, з якої створені всі речі. Іншими словами, концепція матерії встановлює, що це все, що є у Всесвіті, що має масу та об’єм, що можна виміряти, сприйняти, кількісно визначити, спостерігати, що займає простір-час і що регулюється законами природи..
На додаток до цього, речовина, яка присутня в об'єктах, має енергію (здатність тіл виконувати роботу, наприклад, переходити або змінюватись з одного стану в інший), що дозволяє їй поширюватися в просторі-часі (що є поняттям об'єднаного простору і часу: який об'єкт займає певний простір у певну точку часової шкали). Важливо відзначити, що не всі форми речовини, що мають енергію, мають масу.
Матерія є у всьому, оскільки вона з’являється в різних фізичних станах; отже, він може існувати як у молоті, так і всередині повітряної кулі. Існують також різні типи; отже, живе тіло - це матерія, а також неживий предмет.
Визначення речовини також вказує на те, що вона складається з атомів, які є нескінченно малою одиницею речовини, яка вважалася найменшою, поки не було виявлено, що вона, в свою чергу, складається з інших дрібніших частинок (електрони, які мають негативний заряд; протони, які мають позитивний заряд; і нейтрони, які мають нейтральний або відсутні заряд).
Їх існує 118 типів, які згадуються в Періодичній системі елементів, які є речовинами одного типу атомів, тоді як сполуки - це речовини, що складаються з двох або більше атомів, наприклад, води (водень і кисень). У свою чергу, молекули є частиною речовини і визначаються як групи атомів із встановленою конфігурацією, зв’язок яких є хімічним або електромагнітним.
Предмет або що-небудь у світі може складатися з різних типів речовин, таких як макуха або зерно солі, і різні види матеріалів можна отримати, якщо їх фізичний стан змінюється. Ця модифікація може бути фізичною або хімічною. Фізична модифікація відбувається, коли зовнішній вигляд об'єкта змінюється або трансформується, тоді як хімія відбувається, коли відбувається зміна його атомного складу.
Суб'єкт класифікується відповідно до рівня складності. Що стосується живих організмів, від найпростіших до найскладніших, у класифікації речовин ми маємо:
- Субатомні: Частинки, з яких складається атом: протони (+), нейтрони (без заряду) та електрони (-).
- Атомний: мінімальна одиниця речовини.
- Молекулярна: групи з двох або більше атомів, які можуть бути одного і того ж або різного типу, і утворюють інший клас речовини.
- Клітина: найменша одиниця з усіх живих організмів, що складається із складних молекул.
- Тканина: Група клітин, функції яких однакові.
- Органи: Склад тканин члена, який виконує певну функцію.
- Система або апарат: Склад органів і тканин, які працюють разом для виконання певної функції.
- Організм: Це сукупність органів, систем, клітин живої істоти, індивіда. У цьому випадку, хоча вона входить до групи багатьох подібних, вона унікальна за рахунок ДНК, яка відрізняється від усіх інших її видів.
- Населення: Подібні організми, які згруповані разом і живуть в одному просторі.
- Види: поєднання всіх популяцій організмів одного типу.
- Екосистема: зв’язок різних видів через харчові ланцюги в певному середовищі.
- Біом: Групи екосистем в межах регіону.
- Біосфера: сукупність усіх живих істот та середовища, в якому вони пов’язані.
Характеристика речовини
Щоб визначити, що таке матерія, важливо згадати, що вона має характеристики. Характеристики речовини змінюються залежно від агрегатного стану, в якому вони перебувають, тобто залежно від утворення та будови, з яких складаються атоми, і від того, наскільки тісно вони об’єднані між собою. Кожен із них визначатиме, як виглядає або взаємодіє тіло, предмет, речовина чи маса. Але є характеристики, загальні для всього, що складається з речовини, і вони такі:
1. Вони представляють різні стани агрегації речовини: твердий, рідинний, газовий і плазмовий. На додаток до цих фізичних станів речовини існують два менш відомих стану, які є надрідкими (які не мають в'язкості і можуть нескінченно текти без опору в замкнутому контурі) і надтвердими (речовина, яка є в той же час), і існує думка, що гелій може представляти всі стани речовини.
2. Вони мають масу, яка представляла б собою кількість речовини в даному об’ємі або площі.
3. Вони мають вагу, яка представляє ступінь, до якої гравітація буде чинити тиск на згаданий об'єкт; тобто, скільки сили притягання має на собі земля.
4. Вони показують температуру, яка є кількістю теплової енергії, що присутня в них. Між двома тілами з однаковою температурою не буде перенесення однакових, отже, він залишиться однаковим в обох; З іншого боку, у двох тілах з різною температурою більш гаряче передаватиме свою теплову енергію більш холодному.
5. Вони мають об’єм, який представляє обсяг простору, який вони займають у даному місці, і надається серед інших ознак довжині, масі, пористості.
6. Вони мають непроникність, це означає, що кожне тіло може займати один простір і лише один простір за раз, так що, коли об’єкт намагається зайняти простір іншого, одне з цих двох буде переміщено.
7. Вони мають щільність, яка є відношенням маси до об’єму предмета. Від найбільшої до найнижчої щільності в штатах є: тверді речовини, рідини та гази.
8. Розрізняють однорідну та неоднорідну речовину. У першому випадку практично неможливо визначити, що з нього складається, навіть за допомогою мікроскопа; в той час як у другому, ви можете легко побачити елементи, що в ньому, і диференціювати їх.
9. Він має стисливість, тобто здатність зменшувати свій об’єм, якщо піддається впливу зовнішнього тиску, наприклад, температури.
На додаток до цього можна виділити зміни стану речовини - це ті процеси, при яких агрегаційний стан тіла змінює свою молекулярну структуру, перетворюючись в інший стан. Вони є частиною інтенсивних властивостей речовини, і це:
- Злиття. Це процес, при якому речовина в твердому стані перетворюється в рідкий стан за допомогою застосування теплової енергії.
- Заморожування та затвердіння. Це коли рідина стає твердою в процесі її охолодження, перетворюючи свою структуру на набагато більш міцну і стійку.
- Сублімація. Це процес, в якому, додаючи теплову енергію, атоми певних твердих тіл швидко рухатимуться, перетворюючись на газ, не переходячи через попередній рідкий стан.
- Осадження або кристалізація. Шлях усунення тепла з газу, це може викликати частки, які роблять його до групи разом, щоб сформувати кілька твердих кристалів, без того, щоб пройти через рідкий стан раніше.
- Кипіння, випаровування або випаровування. Це процес, при якому при подачі тепла на рідину вона перетворюється на газ, оскільки її атоми відокремлюються.
- Конденсація та зрідження. Це зворотний процес випаровування, при якому при застосуванні холоду до газу його частинки сповільнюються і наближаються один до одного, поки вони знову не утворюють рідину.
Які властивості речовини
Властивості речовини різноманітні, оскільки в них є велика кількість компонентів, але вони будуть представляти фізичні, хімічні, фізико-хімічні, загальні та специфічні властивості. Не всі типи речовини будуть проявляти всі ці властивості, оскільки, наприклад, деякі стосуються певного типу речовини, предмета або маси, особливо в залежності від її агрегаційного стану.
Серед основних загальних властивостей речовини ми маємо:
Розширення
Це частина фізичних властивостей речовини, оскільки вона стосується розміру та кількості речовини, яку вона займає в просторі. Це означає, що вони мають великі властивості: об’єм, довжина, кінетичні енергії (це залежить від його маси та визначається переміщенням) та потенціал (що визначається його положенням у просторі), серед іншого.
Тісто
Він стосується кількості речовини, яку має предмет або тіло, не підлягаючи його поширенню або розташуванню; Іншими словами, кількість маси, що присутня в ній, не пов’язана з тим, скільки об’єму вона займає в просторі, тому об’єкт, протяжність якого невелика, може мати величезну кількість маси і навпаки. Ідеальний приклад - чорні діри, які мають немірну кількість маси відносно їх простору в просторі.
Інерція
У концепції матерії це властивість об'єктів зберігати стан спокою або продовжувати рух, за винятком випадків, коли сила поза ним змінює їхнє положення в просторі.
Пористість
Між атомами, що складають визначення речовини в тілі, є порожні простори, які залежно від того чи іншого матеріалу ці простори будуть більшими або меншими. Це називається пористістю, що означає, що вона протилежна ущільненню.
Подільність
Це здатність тіл фрагментуватися на більш дрібні шматки, навіть за молекулярних та атомних розмірів, аж до розпаду. Цей поділ може бути продуктом механічних і фізичних перетворень, але це не перетворить його хімічний склад і не змінить сутності того, що є речовиною.
Еластичність
Це стосується однієї з основних властивостей речовини, і в даному випадку це здатність об’єкта повертатися до початкового об’єму після того, як на нього діє сила стиснення, яка деформує його. Однак ця властивість обмежена, і є матеріали, більш схильні до еластичності, ніж інші.
Окрім згаданих вище, важливо виділити інші фізичні властивості речовини та хімічні властивості речовини, які існують і є численними. Між ними:
1. Фізичні властивості:
а) Інтенсивний або внутрішній (специфічні властивості)
- Зовнішній вигляд: В першу чергу в якому стані знаходиться тіло і як воно виглядає.
- Колір: це також пов’язано із зовнішнім виглядом, але є речовини, які мають різні кольори.
- Запах: Це залежить від його складу та сприймається запахом.
- Смак: Як речовина сприймається на смак.
- Точка плавлення, кипіння, замерзання та сублімації: точка, в якій речовина переходить від твердого речовини до рідини; рідкий до газованого; від рідкого до твердого; і твердий до газоподібного; відповідно.
- Розчинність: Вони розчиняються при змішуванні з рідиною або розчинником.
- Твердість: Масштаб, при якому матеріал дозволить подряпати, порізати та перехрестити інший.
- В'язкість: Опір рідини текти.
- Поверхневий натяг: Це здатність рідини протистояти збільшенню своєї поверхні.
- Електрична та теплопровідність: Здатність матеріалу проводити електрику та тепло.
- Ковкість: властивість, що дозволяє їм деформуватися, не руйнуючись.
- Пластичність: Здатність деформувати та формувати нитки матеріалу.
- Термічне розкладання: при застосуванні тепла речовина хімічно перетворюється.
b) Екстенсивний або зовнішній (загальні властивості)
- Маса: Кількість речовини в організмі.
- Обсяг: простір, який займає тіло.
- Вага: сила штовхання, яку гравітація чинить на предмет.
- Тиск: Здатність виштовхувати «з» того, що їх оточує.
- Інерція: Здатність залишатися нерухомою, якщо зовнішня сила не рухає її.
- Довжина: розмір одновимірного об’єкта в просторі.
- Кінетична та потенційна енергія: завдяки її руху та розташуванню у просторі.
2. Хімічні властивості:
- РН: Рівень кислотності або лужності речовин.
- Горіння: Здатність горіти киснем, при якому він виділяє тепло і вуглекислий газ.
- Енергія іонізації: енергія, яку отримує електрон, щоб вирватися з атомів.
- Окислення: Здатність утворювати складні елементи через втрату або приріст електронів.
- Корозія: Це здатність речовини пошкодити або пошкодити структуру матеріалу.
- Токсичність: Ступінь, до якої речовина може завдати шкоди живому організму.
- Реактивність: Схильність до поєднання з іншими речовинами.
- Займистість: Здатність генерувати теплову детонацію, спричинену високими зовнішніми температурами.
- Хімічна стабільність: Здатність речовини реагувати на кисень або воду.
Стани агрегації речовини
Матерія може проявлятися в різних агрегатних станах. Це означає, що його консистенція, серед інших характеристик, буде різною залежно від будови її атомів і молекул, саме тому вона говорить про специфічні властивості речовини. Серед основних станів, яких можна досягти, є такі:
Тверді
Тверді тіла мають особливість мати їх атоми дуже близько один до одного, що надає їм твердості, і вони протистоять тому, щоб їх перехрестило або порізало інше тверде тіло. Крім того, вони мають пластичність, що дозволяє їм деформуватися під тиском без необхідності фрагментації.
Їх склад також дозволяє їм мати пластичність, тобто можливість утворювати нитки з того самого матеріалу, коли протилежні сили надходять на предмет, дозволяючи йому розтягуватися; і температуру плавлення, так що при певній температурі він може перетворити свій стан з твердого в рідкий.
Рідина
Атоми, що утворюють рідини , об’єднані, але з меншою силою, ніж тверді; Вони також швидко вібрують, що дозволяє їм текти, і їх в'язкість або стійкість до руху буде залежати від того, який тип рідини це (чим в'язкіші, тим менше рідини). Його форма визначатиметься контейнером, який його містить.
Як і тверді речовини, вони мають температуру кипіння, при якій вони перестануть бути рідкими і стануть газоподібними; а також у них є точка замерзання, при якій вони перестануть бути рідкими, щоб стати твердими.
Газоподібні
Атоми, присутні в газах, летючі, розсіяні, і сила тяжіння впливає на них меншою мірою, ніж попередні стани речовини. Як і рідина, вона не має форми, вона прийме форму контейнера або середовища, де вона знаходиться.
Цей стан речовини, як і рідини, має стислимість і більшою мірою; він також має тиск, що надає їм якості проштовхування того, що є навколо них. Він також здатний перетворюватися в рідину під високим тиском (зрідження) і усуваючи теплову енергію, він може стати рідким газом.
Плазматичний
Цей стан речовини є одним із найменш поширених. Їх атоми діють подібно до газоподібних елементів, з тією різницею, що вони заряджаються електрикою, хоча і без електромагнетизму, що робить їх хорошими електричними провідниками. Оскільки він має специфічні характеристики, які не пов'язані з іншими трьома станами, він вважається четвертим станом агрегації речовини.
Що таке закон збереження матерії?
Закон збереження речовини або Ломоносова-Лавуазьє встановлює, що жоден тип речовини не може бути знищений, а перетворений в інший з іншими зовнішніми характеристиками або навіть на молекулярному рівні, але маса його залишається. Тобто, піддаючись якомусь фізичному або хімічному процесу, він зберігає однакову масу і вагу, як і у своїх просторових пропорціях (обсязі, який він займає).
Це відкриття було зроблено російськими вченими Михайлом Ломоносовим (1711-1765) та Антуаном Лораном Лавуазьє (1743-1794). Перший спостерігав це вперше, коли свинцеві пластини не втрачали свою вагу після розплавлення в герметичній тарі; однак на той час цій знахідці не надавалося належного значення.
Через роки Лавуазьє експериментував із закритою ємністю, де 101 день кип’ятив воду, пара якої не виходила, а поверталася до неї. Він порівняв ваги до і після експерименту і дійшов висновку, що матерія ні створюється, ні руйнується, а перетворюється.
Цей закон має свій виняток, і це було б у випадку реакцій ядерного типу, оскільки в них маса може перетворюватися в енергію і в зворотному напрямку, тому можна сказати, що їх можна «знищити» або «створити». ”З певною метою, але насправді вона трансформується, навіть якщо це перетворюється на енергію.
Приклади матерії
Серед основних прикладів матерії за агрегатним станом можна виділити наступне:
- Тверде тіло: камінь, дерево, тарілка, сталевий пруток, книга, блок, пластиковий стакан, яблуко, пляшка, телефон.
- Рідкий стан: вода, олія, лава, олія, кров, море, дощ, сік, шлункові соки.
Газ
- Газоподібний стан: кисень, природний газ, метан, бутан, водень, азот, парникові гази, дим, водяна пара, чадний газ.
- Плазматичний стан: Вогонь, північне сяйво, Сонце та інші зірки, сонячні вітри, іоносфера, електричні розряди промислового використання, речовина між планетами, зірками і галактиками, електричні бурі, неон в Форма плазми від неонових ламп, плазмових моніторів від телевізорів або іншим способом.
