De fysieke wereld om ons heen bestaat uit materie. Met onze vijf zintuigen kunnen we verschillende soorten materie herkennen of waarnemen. Sommige zijn gemakkelijk te zien als een steen, die kan worden gezien en in de hand gehouden, andere zijn minder gemakkelijk te herkennen of kunnen niet door een van de zintuigen worden waargenomen; bijvoorbeeld lucht. De materie is alles wat massa en gewicht heeft, een plaats inneemt in de ruimte, indruk maakt op onze zintuigen en het fenomeen traagheid ervaart (weerstand geboden om van positie te veranderen).
Wat is materie
Inhoudsopgave
De definitie van materie is volgens de fysica alles waaruit datgene bestaat dat een gebied in de ruimte-tijd inneemt, of, zoals de etymologische oorsprong het beschrijft, de substantie waaruit alle dingen zijn gemaakt. Met andere woorden, het concept van materie stelt vast dat alles wat aanwezig is in het universum massa en volume heeft, dat kan worden gemeten, waargenomen, gekwantificeerd, geobserveerd, dat een ruimte-tijdplaats inneemt en dat wordt beheerst door de natuurwetten..
Daarnaast heeft de materie die in objecten aanwezig is energie (het vermogen van lichamen om werk te doen, zoals bewegen of veranderen van de ene staat naar de andere), waardoor het zich kan voortplanten in ruimte-tijd (wat een concept is). ruimte en tijd gecombineerd: welk object neemt een bepaalde ruimte in op een specifiek punt op de tijdlijn). Het is belangrijk op te merken dat niet alle vormen van materie die energie hebben, massa hebben.
Er is materie in alles, aangezien het in verschillende fysieke toestanden verschijnt; daarom kan het zowel in een hamer als in een ballon voorkomen. Er zijn ook verschillende soorten; dus een levend lichaam is zowel materie als een levenloos object.
De definitie van materie geeft ook aan dat het is samengesteld uit atomen, die een oneindig kleine eenheid van materie zijn, waarvan men dacht dat het de kleinste was, totdat werd ontdekt dat het op zijn beurt bestaat uit andere kleinere deeltjes (de elektronen, die een negatieve lading hebben; protonen, die een positieve lading hebben; en neutronen, die neutraal of geen lading hebben).
Er zijn 118 soorten, die worden genoemd in het Periodiek Systeem der Elementen, die zaken zijn van een enkel type atoom, terwijl verbindingen stoffen zijn die uit twee of meer atomen bestaan, bijvoorbeeld water (waterstof en zuurstof). Op hun beurt maken moleculen deel uit van materie en worden ze gedefinieerd als groepen atomen met een gevestigde configuratie, waarvan de binding chemisch of elektromagnetisch is.
Een object of wat dan ook ter wereld kan uit verschillende soorten materie bestaan, zoals een koek of een zoutkorrel, en er kunnen verschillende soorten materialen worden verkregen als hun fysieke toestand verandert. Deze wijziging kan fysisch of chemisch zijn. Fysieke modificatie vindt plaats wanneer het uiterlijk van het object wordt veranderd of getransformeerd, terwijl chemie optreedt wanneer er een wijziging is in de atomaire samenstelling.
Het onderwerp wordt gerangschikt op basis van zijn complexiteitsniveau. In het geval van levende organismen, van de eenvoudigste tot de meest complexe, hebben we bij de classificatie van materie:
- Subatomair: deeltjes waaruit het atoom bestaat: protonen (+), neutronen (geen lading) en elektronen (-).
- Atomic: Minimumeenheid van materie.
- Moleculair: groepen van twee of meer atomen, die van hetzelfde of een ander type kunnen zijn, en die een andere materieklasse vormen.
- Cel: de kleinste eenheid van alle levende organismen, bestaande uit complexe moleculen.
- Weefsel: groep cellen waarvan de functie hetzelfde is.
- Organen: samenstelling van weefsels in een lid dat een bepaalde functie vervult.
- Systeem of apparaat: Samenstelling van organen en weefsels die samenwerken voor een specifieke functie.
- Organisme: het is de verzameling organen, systemen, cellen van een levend wezen, het individu. In dit geval, hoewel het deel uitmaakt van een groep van vele vergelijkbare, is het uniek met een DNA dat verschilt van alle andere soorten.
- Populatie: vergelijkbare organismen die bij elkaar zijn gegroepeerd en in dezelfde ruimte leven.
- Soort: de combinatie van alle populaties van organismen van hetzelfde type.
- Ecosysteem: verbinding van verschillende soorten via voedselketens in een bepaalde omgeving.
- Biome: groepen ecosystemen binnen een regio.
- Biosfeer: verzameling van alle levende wezens en de omgeving waarin ze verwant zijn.
Kenmerken van materie
Om te definiëren wat materie is, is het belangrijk om te vermelden dat het kenmerken heeft. De kenmerken van materie variëren afhankelijk van de fysieke toestand waarin ze aanwezig zijn, dat wil zeggen, afhankelijk van de vorming en structuur waaruit de atomen bestaan en hoe verenigd ze met elkaar zijn. Elk van hen zal bepalen hoe een lichaam, object, substantie of massa eruitziet of op elkaar inwerkt. Maar er zijn kenmerken die gemeenschappelijk zijn voor alles dat uit materie bestaat, en ze zijn de volgende:
1. Ze vertonen verschillende toestanden van aggregatie van materie: vast, vloeibaar, gas en plasma. Naast deze fysische toestanden van materie zijn er twee minder bekende toestanden, namelijk supervloeibaar (die geen viscositeit hebben en oneindig kunnen stromen zonder enige weerstand in een gesloten circuit) en supersolid (materie die vast en vloeibaar is wanneer dezelfde tijd), en men denkt dat helium alle toestanden van materie kan vertonen.
2. Ze hebben massa, wat de hoeveelheid materie in een bepaald volume of gebied zou zijn.
3. Ze geven het gewicht weer dat de mate weergeeft waarin de zwaartekracht druk uitoefent op het object; dat wil zeggen, hoeveel aantrekkingskracht heeft de aarde erop.
4. Ze tonen temperatuur, de hoeveelheid warmte-energie die erin aanwezig is. Tussen twee lichamen met dezelfde temperatuur zal er geen overdracht van hetzelfde zijn, daarom zal het in beide hetzelfde blijven; Aan de andere kant, in twee lichamen met verschillende temperaturen, zal de heter zijn warmte-energie overdragen aan de koudere.
5. Ze hebben volume, dat de hoeveelheid ruimte weergeeft die ze op een bepaalde plaats innemen, en wordt gegeven door onder andere lengte, massa, porositeit.
6. Ze zijn ondoordringbaar, wat betekent dat elk lichaam één ruimte en slechts één ruimte tegelijk kan innemen, dus wanneer een object de ruimte van een ander probeert in te nemen, zal een van deze twee worden verplaatst.
7. Ze hebben dichtheid, de verhouding tussen de massa en het volume van het object. Van de hoogste naar de laagste dichtheid in de staten zijn er: vaste stoffen, vloeistoffen en gassen.
8. Er is homogene en heterogene materie. In het eerste geval is het bijna onmogelijk om te bepalen waaruit het bestaat, zelfs niet met behulp van een microscoop; terwijl je in de tweede gemakkelijk de elementen die erin zitten kunt observeren en ze kunt onderscheiden.
9. Het heeft samendrukbaarheid, dat wil zeggen het vermogen om het volume te verminderen als het wordt blootgesteld aan externe druk, bijvoorbeeld temperatuur.
Daarnaast kunnen veranderingen in de toestand van de materie worden benadrukt, dit zijn die processen waarin de aggregatietoestand van een lichaam zijn moleculaire structuur verandert om in een andere toestand te transformeren. Ze maken deel uit van de intensieve eigenschappen van materie, en deze zijn:
- Fusie. Het is het proces waarbij materie in vaste toestand door toepassing van warmte-energie in vloeibare toestand wordt omgezet.
- Invriezen en stollen. Het is wanneer een vloeistof vast wordt door een proces van afkoeling, waardoor de structuur veel sterker en resistenter wordt.
- Sublimatie. Het is het proces waarbij, door warmte-energie toe te voegen, de atomen van bepaalde vaste lichamen snel zullen bewegen om gas te worden zonder door een eerdere vloeibare toestand te gaan.
- Afzetting of kristallisatie. Door het elimineren van warmte uit een gas kan de deeltjes waaruit ze bestaat groeperen meerdere vaste kristallen te vormen, zonder te gaan door een vloeibare toestand eerder.
- Koken, verdampen of verdampen. Het is het proces waarbij, wanneer warmte op een vloeistof wordt toegepast, deze in een gas verandert naarmate de atomen scheiden.
- Condensatie en liquefactie. Het is het omgekeerde proces van verdamping, waarbij wanneer koude wordt toegepast op een gas, de deeltjes langzamer worden en dichter bij elkaar komen te staan totdat ze weer een vloeistof vormen.
Wat zijn de eigenschappen van materie
De eigenschappen van materie zijn divers, aangezien er een groot aantal componenten in zit, maar ze zullen fysische, chemische, fysisch-chemische, algemene en specifieke eigenschappen vertonen. Niet alle soorten materie zullen al deze eigenschappen vertonen, aangezien sommige bijvoorbeeld van toepassing zijn op een bepaald type stof, object of massa, vooral afhankelijk van de toestand van aggregatie.
Tot de belangrijkste algemene eigenschappen van materie behoren:
Uitbreiding
Dit maakt deel uit van de fysieke eigenschappen van materie, aangezien het verwijst naar de omvang en hoeveelheid materie die het in de ruimte inneemt. Het betekent dat het uitgebreide eigenschappen zijn: onder andere volume, lengte, kinetische energieën (het hangt af van zijn massa en wordt bepaald door zijn verplaatsing) en potentieel (gegeven door zijn positie in de ruimte).
Deeg
Het verwijst naar de hoeveelheid materie die een object of lichaam heeft, niet onderhevig aan zijn extensie of positie; Met andere woorden, de hoeveelheid massa die erin aanwezig is, is niet gerelateerd aan hoeveel volume het in de ruimte inneemt, dus een object met een kleine omvang kan een enorme hoeveelheid massa hebben en omgekeerd. Het perfecte voorbeeld zijn zwarte gaten, die een niet-kwantificeerbare hoeveelheid massa hebben in verhouding tot hun omvang in de ruimte.
Traagheid
In het concept van materie is dit de eigenschap die objecten hebben om hun rusttoestand te behouden of hun beweging voort te zetten, behalve als een kracht daarbuiten hun positie in de ruimte wijzigt.
Porositeit
Tussen de atomen die de definitie van materie in een lichaam vormen, zijn er lege ruimtes, die, afhankelijk van een of ander materiaal, groter of kleiner zullen zijn. Dit wordt porositeit genoemd, wat betekent dat het het tegenovergestelde is van verdichting.
Deelbaarheid
Het is het vermogen van lichamen om in kleinere stukjes te fragmenteren, zelfs op moleculaire en atomaire grootte, tot het punt van desintegratie. Deze scheiding kan het product zijn van mechanische en fysische transformaties, maar het zal de chemische samenstelling ervan niet veranderen, en het zal de essentie van wat materie is niet veranderen.
Elasticiteit
Dit verwijst naar een van de belangrijkste eigenschappen van materie, en in dit geval is het het vermogen van het object om terug te keren naar zijn oorspronkelijke volume nadat het is onderworpen aan een compressiekracht die het vervormt. Er is echter een limiet aan deze eigenschap en er zijn materialen die gevoeliger zijn voor elasticiteit dan andere.
Naast de hierboven genoemde is het belangrijk om de andere fysische eigenschappen van materie en chemische eigenschappen van materie die er zijn en talrijk zijn, te benadrukken. Tussen hen:
1. Fysieke eigenschappen:
a) Intensief of intrinsiek (specifieke eigenschappen)
- Uiterlijk: voornamelijk in welke staat het lichaam is en hoe het eruit ziet.
- Kleur: Het heeft ook te maken met uiterlijk, maar er zijn stoffen die verschillende kleuren hebben.
- Geur: het hangt af van de samenstelling en wordt waargenomen door geur.
- Smaak: hoe de substantie naar smaak wordt waargenomen.
- Smelt-, kook-, vries- en sublimatiepunt: het punt waarop een materie van een vaste stof naar een vloeistof gaat; vloeibaar tot bruisend; vloeibaar tot vast; en vast tot gasvormig; respectievelijk.
- Oplosbaarheid: ze lossen op wanneer ze worden gemengd met een vloeistof of oplosmiddel.
- Hardheid: schaal waarin een materiaal kan worden bekrast, gesneden en gekruist door een ander.
- Viscositeit: Weerstand van een vloeistof om te vloeien.
- Oppervlaktespanning: het is het vermogen van een vloeistof om de toename van het oppervlak te weerstaan.
- Elektrische en thermische geleidbaarheid: het vermogen van een materiaal om elektriciteit en warmte te geleiden.
- Vervormbaarheid: eigenschap waardoor ze kunnen vervormen zonder te breken.
- Buigbaarheid: vermogen om het materiaal te vervormen en draden te vormen.
- Thermische ontleding: Wanneer warmte wordt toegepast, wordt de stof chemisch getransformeerd.
b) Uitgebreid of extrinsiek (algemene eigenschappen)
- Massa: hoeveelheid materie in het lichaam.
- Volume: de ruimte die het lichaam inneemt.
- Gewicht: de duwkracht die de zwaartekracht op het object heeft.
- Druk: het vermogen om "uit" wat er om hen heen is te duwen.
- Inertie: het vermogen om onbeweeglijk te blijven, tenzij een externe kracht het beweegt.
- Lengte: de omvang van een eendimensionaal object in de ruimte.
- Kinetische en potentiële energie: vanwege zijn beweging en positie in de ruimte.
2. Chemische eigenschappen:
- PH: zuurgraad of alkaliteit van stoffen.
- Verbranding: Het vermogen om te branden met zuurstof, waarbij het warmte en kooldioxide afgeeft.
- Ionisatie-energie: energie die een elektron ontvangt om uit zijn atomen te ontsnappen.
- Oxidatie: vermogen om complexe elementen te vormen door het verlies of de versterking van elektronen.
- Corrosie: het is het vermogen van een stof om de structuur van een materiaal te beschadigen of te bederven.
- Toxiciteit: de mate waarin een stof een levend organisme kan schaden.
- Reactiviteit: neiging om te combineren met andere stoffen.
- Ontvlambaarheid: vermogen om een hittedetonatie te genereren die wordt veroorzaakt door hoge buitentemperaturen.
- Chemische stabiliteit: het vermogen van een stof om te reageren op zuurstof of water.
De toestanden van aggregatie van materie
Materie kan in verschillende fysieke toestanden verschijnen. Dit betekent dat zijn consistentie, naast andere kenmerken, zal verschillen naargelang de structuur van zijn atomen en moleculen, en daarom spreekt het over de specifieke eigenschappen van materie. Een van de belangrijkste staten die kunnen worden bereikt, zijn de volgende:
Solide
Vaste lichamen hebben de bijzonderheid dat hun atomen zeer dicht bij elkaar liggen, waardoor ze hard zijn en ze zijn bestand tegen kruisen of snijden door een andere vaste stof. Bovendien zijn ze vervormbaar, waardoor ze onder druk kunnen vervormen zonder dat ze noodzakelijkerwijs fragmenteren.
Door hun samenstelling hebben ze ook ductiliteit, wat de mogelijkheid is om draden van hetzelfde materiaal te vormen wanneer tegengestelde krachten op het object komen, waardoor het kan uitrekken; en smeltpunt, zodat het bij een bepaalde temperatuur zijn toestand kan veranderen van vast naar vloeibaar.
Vloeistof
De atomen waaruit vloeistoffen bestaan, zijn verenigd, maar met minder kracht dan vaste stoffen; Ze trillen ook snel, waardoor ze kunnen stromen en hun viscositeit of weerstand tegen beweging hangt af van het type vloeistof dat het is (hoe stroperiger, hoe minder vloeibaar). De vorm wordt bepaald door de container die het bevat.
Net als vaste stoffen hebben ze een kookpunt, waarbij ze niet langer vloeibaar zijn en gasvormig worden; en ze hebben ook een vriespunt, waarbij ze niet langer vloeibaar zijn om vast te worden.
Gasvormig
De atomen die in gassen aanwezig zijn, zijn vluchtig, verspreid en de zwaartekracht beïnvloedt ze in mindere mate dan eerdere toestanden van materie. Net als de vloeistof heeft het geen vorm, het zal die van de container of omgeving aannemen waar het zich bevindt.
Deze toestand van materie heeft, net als vloeistoffen, samendrukbaarheid en in grotere mate; het heeft ook druk, waardoor ze de kwaliteit krijgen om te duwen wat er om hen heen is. Het is ook in staat om onder hoge druk in een vloeistof te veranderen (liquefactie) en warmte-energie te elimineren, het kan een vloeibaar gas worden.
Plasmatisch
Deze toestand is een van de minst voorkomende. Hun atomen werken op dezelfde manier als gasvormige elementen, met het verschil dat ze worden opgeladen met elektriciteit, zij het zonder elektromagnetisme, waardoor ze goede elektrische geleiders zijn. Omdat het specifieke kenmerken heeft die geen verband houden met de andere drie staten, wordt het beschouwd als de vierde staat van aggregatie van materie.
Wat is de wet van behoud van materie?
De wet van behoud van materie of Lomonosov-Lavoisier, stelt dat geen enkel type materie kan worden vernietigd, maar getransformeerd in een andere met andere uiterlijke kenmerken of zelfs op moleculair niveau, maar de massa ervan blijft bestaan. Dat wil zeggen, als het wordt onderworpen aan een fysisch of chemisch proces, behoudt het dezelfde massa en hetzelfde gewicht, evenals in zijn ruimtelijke verhoudingen (het volume dat het inneemt).
Deze ontdekking werd gedaan door de Russische wetenschappers Mikhail Lomonosov (1711-1765) en Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794). De eersten zagen het voor het eerst toen loden platen hun gewicht niet verloren nadat ze waren gesmolten in een verzegelde container; Aan deze bevinding werd destijds echter niet het nodige belang gehecht.
Jaren later experimenteerde Lavoisier met een gesloten container, waar hij 101 dagen water kookte en wiens stoom niet ontsnapte maar ernaar terugkeerde. Hij vergeleek de gewichten voor en na het experiment en concludeerde dat materie niet wordt gecreëerd of vernietigd, maar getransformeerd.
Deze wet heeft een uitzondering, en dat zou het geval zijn in het geval van reacties van het nucleaire type, omdat daarin massa kan worden omgezet in energie en in de tegenovergestelde richting, dus het is mogelijk om te zeggen dat ze kunnen worden "vernietigd" of "gecreëerd. ”Voor een specifiek doel, maar in werkelijkheid wordt het getransformeerd, ook al is het in energie.
Voorbeelden van materie
Onder de belangrijkste voorbeelden van materie, kunnen de volgende worden benadrukt door de aggregatietoestand:
- Solid State: een steen, hout, een plaat, een stalen staaf, een boek, een blok, een plastic beker, een appel, een fles, een telefoon.
- Vloeibare toestand: water, olie, lava, olie, bloed, zee, regen, sap, maagsappen.
Het gas
- Gasvormige toestand: zuurstof, aardgas, methaan, butaan, waterstof, stikstof, broeikasgassen, rook, waterdamp, koolmonoxide.
- Plasmatische toestand: vuur, het noorderlicht, de zon en andere sterren, de zonnewinden, de ionosfeer, de elektrische ontladingen van industrieel gebruik of gebruik, de materie tussen de planeten, de sterren en melkwegstelsels, de elektrische stormen, de neon in vorm van plasma van neonlampen, plasmaschermen van televisies of anderszins.
