Plik materia To to, co ma masę, zajmuje miejsce w przestrzeni i jest zdolne do oddziaływania grawitacyjnego. Cały wszechświat składa się z materii, która ma swój początek tuż po Big Bang.
Materia występuje w czterech stanach: stałym, ciekłym, gazowym i plazmowym. Ta ostatnia ma wiele podobieństw z gazem, ale dzięki unikalnym cechom czyni ją czwartą formą agregacji.
Właściwości materii dzielą się na dwie kategorie: ogólną i charakterystyczną. Te ogólne pozwalają odróżnić materię od tego, co nie jest. Na przykład masa jest cechą materii, a także ładunku elektrycznego, objętości i temperatury. Te właściwości są wspólne dla każdej substancji.
Z kolei cechy charakterystyczne to szczególne właściwości, dzięki którym jeden rodzaj materii różni się od drugiego. Ta kategoria obejmuje gęstość, kolor, twardość, lepkość, przewodnictwo, temperaturę topnienia, moduł ściśliwości i wiele innych..
Indeks artykułów
Atomy są budulcem materii. Z kolei atomy składają się z protonów, elektronów i neutronów..
Ładunek elektryczny jest nieodłączną cechą cząstek tworzących materię. Protony mają ładunek dodatni, a elektrony ładunek ujemny, neutrony nie mają ładunku elektrycznego.
W atomie protony i elektrony występują w równych ilościach, dlatego atom - i ogólnie materia - są zwykle w stanie neutralnym.
Materia ma swój początek w początkowych momentach formowania się wszechświata, na etapie, w którym zaczęły się formować lekkie pierwiastki, takie jak hel, lit i deuter (izotop wodoru)..
Ta faza jest znana jako Nukleosynteza Wielkiego Wybuchu, proces powstawania jąder atomowych z ich składników: protonów i neutronów. Krótkie chwile po Wielkim Wybuchu wszechświat ochładzał się, a protony i neutrony połączyły się, tworząc jądra atomowe.
Później, gdy powstały gwiazdy, ich jądra syntetyzowały najcięższe pierwiastki w procesie syntezy jądrowej. W ten sposób powstała zwykła materia, z której powstają wszystkie znane obiekty we wszechświecie, w tym istoty żywe..
Jednak naukowcy uważają obecnie, że wszechświat nie składa się w całości ze zwykłej materii. Istniejąca gęstość tej materii nie wyjaśnia wielu kosmologicznych obserwacji, takich jak ekspansja Wszechświata i prędkość gwiazd w galaktykach..
Gwiazdy poruszają się szybciej, niż przewiduje gęstość zwykłej materii, dlatego postuluje się istnienie niewidocznej materii, która jest za to odpowiedzialna. Chodzi o Ciemna materia.
Postuluje się również istnienie trzeciej klasy materii, związanej z tym, co jest znane jako ciemna energia. Pamiętajmy, że materia i energia są równoważne, zgodnie z tym, co wskazał Einstein.
To, co opiszemy poniżej, odnosi się wyłącznie do zwykłej materii, z której jesteśmy zbudowani, która ma masę i inne cechy ogólne oraz wiele bardzo specyficznych, w zależności od rodzaju materii..
Ogólne właściwości materii są dla niej wspólne. Na przykład kawałek drewna i kawałek metalu mają masę, zajmują objętość i mają określoną temperaturę.
Masa i waga to terminy, które są często mylone. Jest jednak między nimi zasadnicza różnica: masa ciała jest taka sama - chyba że doświadcza utraty - ale waga tego samego przedmiotu może się zmieniać. Wiemy, że ciężar na Ziemi i na Księżycu nie jest taki sam, ponieważ grawitacja Ziemi jest większa.
Dlatego masa jest wielkością skalarną, podczas gdy waga jest wektorem. Oznacza to, że ciężar obiektu ma wielkość, kierunek i sens, ponieważ jest to siła, z jaką Ziemia - lub Księżyc lub inny obiekt astronomiczny - przyciąga obiekt do jego środka. Tutaj kierunek i zwrot są „w kierunku środka”, podczas gdy wielkość odpowiada części liczbowej.
Aby wyrazić masę, wystarczy liczba i jednostka. Na przykład mówią o kilogramie kukurydzy lub tonie stali. W Międzynarodowym Układzie Jednostek (SI) jednostką masy jest kilogram.
Inną rzeczą, którą wiemy na pewno z codziennego doświadczenia, jest to, że trudniej jest poruszać bardzo masywnymi obiektami niż lżejszymi. Tym ostatnim łatwiej jest zmienić ruch. Jest to własność materii zwana bezwładność, która jest mierzona przez masę.
Materia zajmuje pewną przestrzeń, która nie jest zajęta przez inną materię. Jest to zatem nieprzeniknione, co oznacza, że stawia opór innej materii zajmującej to samo miejsce..
Na przykład podczas namaczania gąbki płyn znajduje się w porach gąbki, nie zajmując tego samego miejsca co ona. To samo dotyczy spękanych i porowatych skał zawierających ropę..
Atomy są organizowane w cząsteczki, które nadają materii strukturę, ale gdy już zostaną osiągnięte, cząstki te nie są w stanie równowagi statycznej. Wręcz przeciwnie, mają charakterystyczny ruch wibracyjny, który zależy między innymi od ich dyspozycji..
Ruch ten jest związany z wewnętrzną energią materii, którą mierzy się za pomocą temperatury..
Jest ich wiele, a ich badanie przyczynia się do scharakteryzowania różnych interakcji, które materia jest w stanie ustalić. Jedną z najważniejszych jest gęstość: kilogram żelaza i inny kawałek drewna ważą tyle samo, ale kilogram żelaza zajmuje mniejszą objętość niż kilogram drewna.
Gęstość to stosunek masy do objętości, którą zajmuje. Każdy materiał ma charakterystyczną dla niego gęstość, chociaż nie jest ona niezmienna, ponieważ temperatura i ciśnienie mogą powodować istotne zmiany..
Inną bardzo szczególną właściwością jest elastyczność. Nie wszystkie materiały zachowują się tak samo po rozciągnięciu lub ściśnięciu. Niektóre oferują duży opór, inne są łatwo odkształcalne.
W ten sposób mamy wiele właściwości materii, które charakteryzują jej zachowanie w niezliczonych sytuacjach..
Materia pojawia się w stanach skupienia, w zależności od siły kohezji między składającymi się na nią cząstkami. W ten sposób istnieją cztery stany, które występują naturalnie:
-Solidny
-Płyny
-Gazy
-Osocze
Materia w stanie stałym ma bardzo dobrze zdefiniowany kształt, ponieważ cząstki składowe są wysoce kohezyjne. Ma również dobrą odpowiedź sprężystą, ponieważ gdy jest zdeformowany, materia w stanie stałym ma tendencję do powrotu do swojego pierwotnego stanu..
Ciecze przybierają kształt pojemnika, który je zawiera, ale mimo to mają dobrze określoną objętość, ponieważ wiązania molekularne, chociaż bardziej elastyczne niż w ciałach stałych, nadal zapewniają wystarczającą spójność.
Materia w stanie gazowym charakteryzuje się tym, że jej cząstki składowe nie są ściśle związane. W rzeczywistości mają dużą mobilność i dlatego gazy nie mają kształtu i rozszerzają się, dopóki nie wypełnią objętości pojemnika, który je zawiera..
Plazma to materia w stanie gazowym, a także zjonizowana. Wspomniano już wcześniej, że generalnie materia jest w stanie obojętnym, ale w przypadku plazmy jeden lub więcej elektronów oddzieliło się od atomu i pozostawiło go z ładunkiem netto..
Chociaż plazma jest najmniej znanym stanem materii, prawda jest taka, że występuje ona we wszechświecie w obfitości. Na przykład plazma istnieje w zewnętrznej atmosferze Ziemi, a także w Słońcu i innych gwiazdach..
W laboratorium możliwe jest wytworzenie plazmy poprzez ogrzewanie gazu do momentu oddzielenia się elektronów od atomów lub bombardowanie gazu promieniowaniem wysokoenergetycznym.
Każdy zwykły przedmiot jest wykonany z materii, na przykład:
W materii elementarnej znajdujemy pierwiastki, które tworzą układ okresowy pierwiastków, które są najbardziej elementarną częścią materii. Wszystkie obiekty, które składają się na materię, można podzielić na te małe elementy.
Jest to materia stworzona przez żywe organizmy i oparta na chemii węgla, lekkiego pierwiastka, który łatwo może tworzyć wiązania kowalencyjne. Związki organiczne to długie łańcuchy cząsteczek o dużej wszechstronności i życie wykorzystuje je do pełnienia swoich funkcji.
Jest to rodzaj materii, w której elektrony są naładowane dodatnio (pozytony), a protony (antyprotony) są naładowane ujemnie. Neutrony, chociaż są neutralne pod względem ładunku, również mają zwaną antycząstkę antyneutrony, wykonane z antykwarków.
Cząsteczki antymaterii mają taką samą masę jak cząsteczki materii i występują w przyrodzie. W promieniowaniu kosmicznym, czyli promieniowaniu pochodzącym z przestrzeni kosmicznej, pozytrony są wykrywane od 1932 r. W laboratoriach wytwarzano wszelkiego rodzaju antycząstki przy użyciu akceleratorów jądrowych..
Stworzono nawet sztuczny antyatom, złożony z pozytonu krążącego wokół antyprotonu. Nie trwało to długo, ponieważ antymateria unicestwia w obecności materii, wytwarzając energię.
Materia, z której składa się Ziemia, znajduje się również w pozostałej części wszechświata. Jądra gwiazd działają jak gigantyczne reaktory rozszczepienia, w których stale powstają atomy cięższe od wodoru i helu.
Jednak, jak powiedzieliśmy wcześniej, zachowanie Wszechświata sugeruje znacznie wyższą gęstość niż obserwowana. Wyjaśnienie może leżeć w rodzaju materii, której nie można zobaczyć, ale która wywołuje efekty, które można zaobserwować i które przekładają się na siły grawitacyjne bardziej intensywne niż gęstość obserwowalnej materii..
Uważa się, że ciemna materia i energia stanowią 90% wszechświata (25% całości). Zatem tylko 10% zwykłej materii, a reszta byłaby ciemną energią, która byłaby równomiernie rozłożona w całym wszechświecie..
Jeszcze bez komentarzy