Materia i energia

Materia i energia są częścią Wszechświata: materia nadaje strukturę podczas energia daje ci możliwość zmiany. Kiedy powstał Wszechświat, wszystko było skoncentrowaną energią. W miarę rozszerzania się i ochładzania materia powstała z energii.

Prosty sposób na zrozumienie, czym jest materia, a czym energia, jest następujący:

• owoc i stół są ważne;
• zdolność owocu do upadku ze stołu i uderzenia zwierzęcia to energia; zdolność owoców do pełnienia funkcji pożywienia jest energią.
• Zdolność, z jaką stół (spalony) ogrzewa pomieszczenie, to energia; zdolność stołu do wybicia okna to energia.

W czym rzecz?

Materia to wszystko, co składa się z cząstek subatomowych i zajmuje przestrzeń, nawet jeśli jest bardzo małe: elektron, proton, neutron i wszystko, co można z nich zbudować, jest materią. Na przykład stół składa się z cząsteczek tworzących drewno, żelazne gwoździe i inne elementy, które są materią..

Termin „materia” pochodzi z łaciny mater co oznacza „matkę”. Oznacza to, że materia jest „matką” wszystkiego, co nas otacza. Na przykład powietrze, choć nie możemy go zobaczyć, jest materią, ponieważ składa się z cząsteczek azotu, tlenu i innych gazów. Telefon, komputer, jedzenie, zwierzęta, budynki są przykładami materii..

Plik materia może pochłaniać energię. Wyraźnym tego przykładem jest to, co dzieje się, gdy wkładamy jedzenie do kuchenki mikrofalowej:

• woda zawarta w pożywieniu pochłania energię fal mikrofalowych;
• energia zawarta w wodzie jest przekazywana pozostałym cząsteczkom pożywienia.

Ten transfer energii powoduje wzrost temperatury. gotowanie żywności.

Prawo zachowania materii

Prawo zachowania materii ustanawia, że ​​materia nie jest tworzona ani niszczona, ale ulega przemianie. Na przykład, gdy kawałek drewna zostanie całkowicie spalony w systemie zamkniętym i zważony zostanie popiół, dwutlenek węgla i inne związki zawarte w dymie, suma mas będzie w przybliżeniu równa masie oryginalnego kawałka drewna..

Jakie są cechy materii?

• Ma masę: jest to ilość materii, na przykład elektron ma masę 9 x 10^-31 kg, litr wody ma masę 1 kg, Słońce ma masę 1,9 x10³⁰ kg.
• Ma właściwości fizyczne: w ramach których można wymienić między innymi gęstość, przewodność elektryczną, temperaturę topnienia lub wrzenia, lotność i twardość..
• Ma właściwości chemiczne: materię można przekształcić w wyniku reakcji chemicznych, takich jak spalanie, utlenianie, rozkład.

Jakie są stany skupienia?

Materia przybiera różne formy lub stany:

• Solidny: atomy i cząsteczki są tak upakowane, że ich ruch jest ograniczony.
• Ciekły: atomy i cząsteczki cieczy, mimo że są zgrupowane razem, mogą się swobodnie poruszać.
• Gaz: atomy i cząsteczki są oddzielone od siebie i nie mają ograniczeń ruchu.
• Osocze: atomy gazów są zjonizowane. Taki jest stan skupienia materii w większości Wszechświata; Dostajemy to w gwiazdach, w błyskawicach i na zorzy polarnej.
• Kondensat Bosego-Einsteina: gdy zbiór atomów ma wartość zera absolutnego (-273 ºC), są one tak upakowane i nieruchome, że wyglądają jak pojedynczy atom.
• Ciekłe kryształy: jest to stan pośredni materii między ciałem stałym a cieczą, bez przynależności do żadnego z nich. Znajdziemy go na telewizorach z płaskim ekranem, ekranach komputerów i zegarach.

Możesz być także zainteresowany zobaczeniem różnicy między stanami i właściwościami materii.

Co to jest energia?

Naukowa definicja energii brzmi zdolność do wykonywania pracy. W tym sensie praca jest rozumiana jako każdy proces, w którym ciało zostaje przemieszczone lub zdeformowane. Na przykład zdolność kamienia na szczycie góry do upadku i powalenia drzew podczas upadku, co byłoby pracą, jest jego energią.

Prawo zachowania energii

Prawo zachowania energii lub zasada zachowania energii mówi, że zawartość energii w systemie pozostaje stała. Oznacza to, że energia nie jest ani tworzona, ani niszczona.

Na przykład pewna ilość benzyny ma X związanej z nią ilości energii chemicznej. Kiedy uruchamiamy pojazd, energia zawarta w benzynie nie jest niszczona, ale jest przekształcana w energię kinetyczną, aby poruszać pojazdem i energię cieplną. Suma energii kinetycznej plus energia cieplna pojazdu jest równa ilości energii chemicznej benzyny, nie może być ani więcej, ani mniej.

Jakie są cechy energii?

• Ilość energii jaką posiada ciało jest ograniczona: owoc na stole ma energię ograniczoną masą i odległością od stołu do podłogi.
• Energia jest przekształcana w różne formy: energia chemiczna benzyny jest przekształcana w energię kinetyczną, gdy tłok porusza się w samochodzie.
• Istnieją różne źródła energii, takie jak słońce, wiatr i ropa.
• Można ją magazynować: energia chemiczna jest magazynowana w bateriach elektrycznych, w zaporach wodnych magazynowana jest grawitacyjna energia potencjalna wody.

Formy energii

Energię można przedstawić w różnych formach:

• Energia potencjalna: jest to energia związana z ciałem w stosunku do innego ciała odniesienia, na przykład energia potencjalna grawitacji jest energią ciała w odniesieniu do jego położenia na Ziemi, im jest wyższa, tym więcej energii potencjalnej posiada.
• Energia kinetyczna: jest to energia związana z ruchem ciał, na przykład kiedy woda rzeki wprawia skały w ruch, ma energię kinetyczną.
• Energia mechaniczna: kiedy wagon znajduje się na szczycie kolejki górskiej, ma energię potencjalną, która jest przekształcana w energię kinetyczną, gdy wagon spada i nabiera określonej prędkości. W tym przypadku wagon ma energię mechaniczną, która jest równa sumie energii kinetycznej i potencjalnej..
• Energia promienista: Światło słoneczne dociera do Ziemi w postaci promienistej energii.
• Energia cieplna: kiedy podgrzewamy się termoforem, korzystamy z energii cieplnej.
• Energia nuklearna: kiedy jądro atomu pęka lub topi się, uwalnia energię jądrową.
• Energia chemiczna: kiedy glukoza w komórkach przekształca się w dwutlenek węgla, energia znajdująca się między atomami cząsteczki jest uwalniana jako energia chemiczna.
• Energia elektryczna: kiedy cząstki o ładunku dodatnim lub ujemnym poruszają się, znajdujemy się w obecności elektryczności lub energii elektrycznej.

Możesz być zainteresowany poznaniem różnych rodzajów energii.

Jaki jest związek między materią a energią?

Na początku XX wieku fizyk teoretyczny Albert Einstein (1879-1955) wykazał, że materia jest przekształcana w energię i że energia może zostać przekształcona w materię. Ta równoważność jest znana jako "teoria względności" i wyraża się w słynnym równaniu:

E = m.c^dwa,

gdzie I reprezentuje energię, m reprezentuje masę i do jest prędkością światła.

Najbardziej znany przykład przemiana materii w energię jest to reakcja syntezy jąder wodoru w gwiazdach. To ta energia Słońca podtrzymuje życie na Ziemi..

Pamiętajmy, że u początków Wszechświata była tylko energia, która później została przekształcona w materię. Doświadczalnie, energia zostaje przekształcona w materię kiedy foton (cząstka o wysokiej energii) przechodzi przez jądro atomowe, wytwarzając cząstkę materii (elektron) i cząstkę antymaterii (pozyton).

Możesz być zainteresowany informacjami o:

• Fizyczne i chemiczne właściwości materii.
• Energia kinetyczna i potencjalna.

Bibliografia

Karam, P.A., Stein, B.P. (2011). Podstawy nauki: materia i energia. Chelsea House. Nowy Jork.