Fizički svijet oko nas sastoji se od materije. S naših pet osjetila možemo prepoznati ili opaziti razne vrste materije. Neki se lako vide kao kamen, koji se može vidjeti i držati u ruci, drugi se lakše prepoznaju ili ih jedno od osjetila ne može opaziti; na primjer, zrak. Stvar je sve što ima masu i težinu, zauzima mjesto u prostoru, impresionira naša osjetila i doživite fenomen inercije (otpornost ponudio za promjenu pozicije).
Što je materija
Sadržaj
Definicija materije, prema fizici, je sve što čini ono što zauzima neko područje u prostoru-vremenu, ili, kako to opisuje njegovo etimološko podrijetlo, to je supstanca od koje su sve stvorene. Drugim riječima, koncept materije utvrđuje da je sve što je prisutno u Svemiru ono što ima masu i volumen, što se može izmjeriti, opaziti, kvantificirati, promatrati, što zauzima prostorno-vremensko mjesto i što upravlja prirodnim zakonima..
Uz to, materija prisutna u objektima ima i energiju (sposobnost tijela da rade posao, poput premještanja ili mijenjanja iz jednog stanja u drugo), što mu omogućuje širenje u prostoru-vremenu (što je pojam prostora i vremena zajedno: koji objekt zauzima određeni prostor u određenoj točki vremenske trake). Važno je napomenuti da svi oblici materije koji imaju energiju nemaju masu.
Materije ima u svemu, budući da se pojavljuje u različitim fizičkim stanjima; stoga može postojati i u čekiću i unutar balona. Postoje i različite vrste; tako da je živo tijelo materija, kao i neživi objekt.
Definicija materije također ukazuje da se sastoji od atoma, koji su beskonačno mala jedinica materije, za koju se smatralo da je najmanja, sve dok nije otkriveno da druge manje čestice (elektroni koji imaju negativni naboj; protoni koji imaju pozitivan naboj; i neutroni koji imaju neutralan ili nikakav naboj).
Postoji njih 118 vrsta koje su spomenute u Periodnom sustavu elemenata, a to su materije jedne vrste atoma, dok su spojevi tvari koje se sastoje od dva ili više atoma, na primjer, vode (vodik i kisik). Zauzvrat, molekule su dio materije i definirane su kao skupine atoma s utvrđenom konfiguracijom, čija je veza kemijska ili elektromagnetska.
Predmet ili bilo što na svijetu mogu se sastojati od različitih vrsta tvari, poput kolača ili zrna soli, a mogu se dobiti i različite vrste materijala ako se njihovo fizičko stanje promijeni. Ova preinaka može biti fizička ili kemijska. Fizička modifikacija događa se kada se izgled predmeta promijeni ili transformira, dok se kemija dogodi kada dođe do promjene u njegovom atomskom sastavu.
Predmet je rangiran prema stupnju složenosti. U slučaju živih organizama, od najjednostavnijih do najsloženijih, u klasifikaciji tvari imamo:
- Subatomske: Čestice koje čine atom: protoni (+), neutroni (bez naboja) i elektroni (-).
- Atomska: Minimalna jedinica materije.
- Molekularni: Skupine od dva ili više atoma, koje mogu biti istog ili različitog tipa, i tvore različitu klasu tvari.
- Stanica: Minimalna jedinica svih živih organizama, sastavljena od složenih molekula.
- Tkivo: Skupina stanica čija je funkcija jednaka.
- Organi: Sastav tkiva u članu koji ispunjava neku funkciju.
- Sustav ili aparat: Sastav organa i tkiva koji zajedno rade za određenu funkciju.
- Organizam: To je skup organa, sustava, stanica živog bića, pojedinca. U ovom je slučaju, iako je dio skupine mnogih sličnih, jedinstven s DNK koja se razlikuje od svih ostalih njezinih vrsta.
- Stanovništvo: Slični organizmi koji su grupirani i žive u istom prostoru.
- Vrste: Kombinacija svih populacija organizama iste vrste.
- Ekosustav: povezivanje različitih vrsta prehrambenim lancima u određenom okolišu.
- Biom: Skupine ekosustava unutar regije.
- Biosfera: Skup svih živih bića i okoline u kojoj su povezani.
Karakteristike materije
Da biste definirali što je materija, važno je spomenuti da ona ima svojstva. Karakteristike materije variraju prema fizičkom stanju u kojem se javljaju, odnosno prema formaciji i strukturi koja čine atome i koliko su međusobno sjedinjeni. Svaki od njih će odrediti kako tijelo, predmet, tvar ili masa izgleda ili djeluje. Ali postoje karakteristike koje su zajedničke svemu što se sastoji od materije, a one su sljedeće:
1. Prikazuju različita agregacijska stanja materije: krutina, tekućina, plin i plazma. Pored ovih fizikalnih stanja materije, postoje i dva manje poznata stanja, koja su supertekuća (koja nemaju viskoznost i mogu teći bez ikakve vrste otpora na beskonačan način u zatvorenom krugu) i supersolida (materija koja je čvrsta i tekuća kada u isto vrijeme), a smatra se da helij može predstaviti sva stanja materije.
2. Imaju masu, koja bi bila količina materije u danom volumenu ili površini.
3. Oni predstavljaju težinu, koja predstavlja stupanj u kojem će gravitacija vršiti pritisak na spomenuti objekt; odnosno kolika je privlačna sila zemlje na sebi.
4. Prikazuju temperaturu, što je količina toplinske energije koja je prisutna u njima. Između dvaju tijela s istom temperaturom neće doći do njihovog prijenosa, stoga će u oba ostati isti; S druge strane, u dva tijela s različitim temperaturama, toplije će svoju toplinsku energiju prenijeti na ono hladnije.
5. Imaju volumen, koji predstavlja količinu prostora koji zauzimaju na određenom mjestu, a daje se dužinom, masom, poroznošću, između ostalih svojstava.
6. Imaju neprobojnost, što znači da svako tijelo može istovremeno zauzimati jedan prostor i samo jedan prostor, tako da će, kad objekt pokuša zauzeti prostor drugog, jedno od ovo dvoje biti raseljeno.
7. Imaju gustoću, što je omjer mase i volumena predmeta. Od najveće do najniže gustoće u državama postoje: krutine, tekućine i plinovi.
8. Postoje homogena i heterogena materija. U prvom je slučaju gotovo nemoguće prepoznati od čega se sastoji, čak i uz pomoć mikroskopa; dok u drugom možete lako vidjeti elemente koji se u njemu nalaze i razlikovati ih.
9. Ima stišljivost, odnosno sposobnost smanjenja volumena ako je izložen vanjskim pritiscima, na primjer temperaturi.
Uz to se mogu istaknuti promjene stanja tvari, a to su oni procesi u kojima agregacijsko stanje tijela mijenja svoju molekularnu strukturu da bi se transformiralo u drugo stanje. Oni su dio intenzivnih svojstava materije, a to su:
- Spajanje. To je postupak u kojem se materija u krutom stanju primjenom toplinske energije pretvara u tekuće.
- Zamrzavanje i skrućivanje. Tada tekućina postaje čvrsta kroz proces hlađenja, pretvarajući njezinu strukturu u puno jaču i otporniju.
- Sublimacija. To je proces u kojem će se dodavanjem toplinske energije atomi određenih čvrstih tijela brzo pomicati da bi postali plin bez prolaska kroz prethodno tekuće stanje.
- Taloženje ili kristalizacija. Po uklanjanju topline iz plina, to može uzrokovati čestice koje ga čine na grupe zajedno da se formira nekoliko čvrstih kristala, bez potrebe da ide kroz tekućem stanju ranije.
- Vrenje, isparavanje ili isparavanje. To je postupak kojim će se, kada se toplina primijeni na tekućinu, pretvoriti u plin, jer se njezini atomi odvajaju.
- Kondenzacija i ukapljivanje. To je obrnuti postupak isparavanja, u kojem će se, kada se na plin primijeni hladnoća, njegove čestice usporiti i približiti jedna drugoj dok ponovno ne tvore tekućinu.
Koja su svojstva materije
Svojstva materije su raznolika, jer u njima postoji velik broj komponenata, ali oni će predstavljati fizikalna, kemijska, fizikalno-kemijska, opća i specifična svojstva. Neće sve vrste tvari pokazivati sva ta svojstva, jer se, na primjer, neke primjenjuju na neku vrstu tvari, predmeta ili mase, posebno ovisno o agregacijskom stanju.
Među glavnim općim svojstvima materije imamo:
Proširenje
To je dio fizikalnih svojstava materije, jer se odnosi na opseg i količinu materije koju zauzima u svemiru. To znači da su to opsežna svojstva: volumen, duljina, kinetičke energije (to ovisi o njegovoj masi i daje se pomicanjem) i potencijal (određen položajem u prostoru), između ostalog.
Tijesto
Odnosi se na količinu materije koju objekt ili tijelo ima, a ne ovisi o njegovom produženju ili položaju; odnosno količina mase koja je u njemu prisutna nije povezana s količinom koju zauzima u prostoru, pa objekt čiji je produžetak mali može imati ogromnu količinu mase i obrnuto. Savršen primjer su crne rupe koje imaju nemjerljivu količinu mase u odnosu na njihov opseg u svemiru.
Inercija
U konceptu materije ovo je svojstvo koje predmeti imaju da održe stanje mirovanja ili nastave kretanje, osim ako sila izvan njega mijenja njihov položaj u svemiru.
Poroznost
Između atoma koji čine definiciju materije u tijelu postoje prazni prostori, koji će, ovisno o jednom ili drugom materijalu, biti veći ili manji. To se naziva poroznost, što znači da je suprotna zbijanju.
Djeljivost
To je sposobnost tijela da se fragmentiraju na manje dijelove, čak i na molekularnim i atomskim veličinama, do točke raspadanja. Ova podjela može biti proizvod mehaničkih i fizičkih transformacija, ali neće transformirati svoj kemijski sastav i neće promijeniti bit onoga što jest.
Elastičnost
To se odnosi na jedno od glavnih svojstava materije, a u ovom slučaju to je sposobnost predmeta da se vrati u izvorni volumen nakon što je podvrgnut tlačnoj sili koja ga deformira. Međutim, ovo svojstvo ima ograničenje i postoje materijali skloniji elastičnosti od ostalih.
Pored gore spomenutih, važno je istaknuti i ostala fizikalna svojstva tvari i kemijska svojstva tvari koja postoje i koja su brojna. Između njih:
1. Fizička svojstva:
a) Intenzivno ili svojstveno (specifična svojstva)
- Izgled: Prvenstveno u kakvom je stanju tijelo i kako izgleda.
- Boja: To je također povezano s fizičkim izgledom, ali postoje tvari koje imaju različite boje.
- Miris: Ovisi o njegovom sastavu, a percipira se po mirisu.
- Okus: kako se tvar doživljava kao okus.
- Točka topljenja, ključanja, smrzavanja i sublimacije: Točka u kojoj materija prelazi iz krute tvari u tekućinu; tekućina do gaziranja; tekućina do krutina; i čvrst do plinovit; odnosno.
- Topljivost: Otapaju se kad se pomiješaju s tekućinom ili otapalom.
- Tvrdoća: Mjerilo u kojem će materijal dopustiti da ga drugi ogrebe, reže i prelazi.
- Viskoznost: Otpor tekućine da teče.
- Površinska napetost: To je sposobnost tekućine da se odupre povećanju svoje površine.
- Električna i toplinska vodljivost: Sposobnost materijala da provodi električnu i toplinsku energiju.
- Povodljivost: Svojstvo koje im omogućuje da se deformiraju bez lomljenja.
- Duktilnost: Sposobnost deformiranja i oblikovanja niti materijala.
- Termičko razlaganje: Kada se primijeni toplina, tvar se kemijski transformira.
b) Opsežni ili vanjski (opća svojstva)
- Masa: Količina materije u tijelu.
- Volumen: Prostor koji tijelo zauzima.
- Težina: sila potiska koju gravitacija ima na predmet.
- Pritisak: Sposobnost istiskivanja onoga što je oko njih.
- Inercija: Sposobnost da ostanemo nepokretni ukoliko je vanjska sila ne pokrene.
- Duljina: opseg jednodimenzionalnog objekta u prostoru.
- Kinetička i potencijalna energija: zbog svog kretanja i položaja u svemiru.
2. Kemijska svojstva:
- PH: Razina kiselosti ili lužnatosti tvari.
- Izgaranje: Sposobnost sagorijevanja kisikom, pri čemu se oslobađa toplina i ugljični dioksid.
- Energija jonizacije: Energija primljena za elektron da pobjegne iz svojih atoma.
- Oksidacija: Sposobnost stvaranja složenih elemenata gubitkom ili dobitkom elektrona.
- Korozija: To je sposobnost tvari da ošteti ili ošteti strukturu materijala.
- Otrovnost: U kojoj mjeri tvar može naštetiti živom organizmu.
- Reaktivnost: Sklonost kombiniranju s drugim tvarima.
- Zapaljivost: Sposobnost stvaranja toplotne detonacije uzrokovane visokim vanjskim temperaturama.
- Kemijska stabilnost: Sposobnost tvari da reagira na kisik ili vodu.
Stanja agregacije materije
Materija se može pojaviti u različitim fizičkim stanjima. To znači da će se njegova konzistencija, između ostalih karakteristika, razlikovati prema strukturi njezinih atoma i molekula, zbog čega govori o specifičnim svojstvima tvari. Među glavnim državama koja se mogu postići su sljedeća:
Čvrsta
Čvrsta tijela imaju posebnost da im atomi budu vrlo blizu, što im daje tvrdoću i oni se opiru prelasku ili presjecanju drugom čvrstom tijelom. Osim toga, imaju podatnost, što im omogućuje da se deformiraju pod pritiskom, bez nužnog fragmentiranja.
Njihov im sastav također omogućuje da imaju duktilnost, što je mogućnost stvaranja niti od istog materijala kada suprotne sile dolaze prema predmetu, omogućujući mu da se rasteže; i tališta, tako da na određenoj temperaturi može transformirati svoje stanje iz čvrstog u tekuće.
Tekućina
Atomi koji čine tekućine ujedinjeni su, ali s manje sile od čvrstih tijela; Također brzo vibriraju, što im omogućuje protok, a viskoznost ili otpor kretanju ovisit će o vrsti tekućine (što je više viskozna, to je manje tekućine). Njegov će oblik odrediti spremnik koji ga sadrži.
Poput krutina, oni imaju točku vrenja, pri kojoj će prestati biti tekući i postat će plinoviti; a imaju i točku ledišta, na kojoj će prestati biti tekući da bi postali čvrsti.
Plinovit
Atomi prisutni u plinovima su hlapljivi, raspršeni i sila gravitacije utječe na njih u manjoj mjeri od prethodnih stanja materije. Kao i tekućina, nema oblik, poprimit će oblik spremnika ili okoliša u kojem se nalazi.
Ovo stanje materije, poput tekućina, ima mogućnost stiskanja i to u većoj mjeri; također ima pritisak, što im daje kvalitetu guranja onoga što je oko njih. Također je sposoban pretvoriti se u tekućinu pod visokim tlakom (ukapljivanje) i eliminirati toplinsku energiju, može postati tekući plin.
Plazmatičan
Ovo je stanje materije jedno od najmanje uobičajenih. Njihovi atomi djeluju slično plinovitim elementima, s tom razlikom što su nabijeni električnom energijom, iako bez elektromagnetizma, što ih čini dobrim električnim vodičima. Budući da ima specifične karakteristike koje nisu povezane s ostala tri stanja, smatra se četvrtim agregatnim stanjem materije.
Koji je zakon o očuvanju materije?
Zakon o očuvanju materije ili Lomonosov-Lavoisier utvrđuje da nijedna vrsta materije ne može biti uništena, već transformirana u drugu s različitim vanjskim karakteristikama ili čak na molekularnoj razini, ali masa toga ostaje. Odnosno, podvrgnut nekom fizikalnom ili kemijskom procesu, zadržava istu masu i težinu, kao i u svojim prostornim omjerima (zapremini koju zauzima).
Do ovog su otkrića došli ruski znanstvenici Mihail Lomonosov (1711-1765) i Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794). Prvi je to primijetio prvi put kad olovne ploče nisu izgubile na težini nakon topljenja u zatvorenoj posudi; međutim, tom se otkriću u to vrijeme nije pridavala odgovarajuća važnost.
Godinama kasnije, Lavoisier je eksperimentirao sa zatvorenom posudom, gdje je 101 dan kuhao vodu i čija para nije izlazila već se u nju vraćala. Usporedio je težine prije i nakon eksperimenta i zaključio da se materija niti stvara niti uništava već transformira.
Ovaj zakon ima svoju iznimku, a to bi bilo i u slučaju reakcija nuklearnog tipa, budući da se u njima masa može pretvoriti u energiju i u suprotnom smjeru, pa je moguće reći da ih se može "uništiti" ili "stvoriti". ”U određenu svrhu, ali u stvarnosti se transformira, čak i ako je u energiju.
Primjeri materije
Među glavnim primjerima materije, sljedeće agregacije mogu se istaknuti:
- Čvrsta građa: Kamen, drvo, tanjur, čelična šipka, knjiga, blok, plastična čaša, jabuka, boca, telefon.
- Tekuće stanje: Voda, ulje, lava, ulje, krv, more, kiša, sok, želučani sokovi.
Plin
- Plinovito stanje: Kisik, prirodni plin, metan, butan, vodik, dušik, staklenički plinovi, dim, vodena para, ugljični monoksid.
- Plazmatično stanje: Vatra, sjeverno svjetlo, Sunce i druge zvijezde, sunčevi vjetrovi, jonosfera, električni pražnjenji industrijske namjene, materija između planeta, zvijezda i galaksija, električne oluje, neon u oblik plazme iz neonskih svjetiljki, plazma zasloni s televizora ili na neki drugi način.
