Ympärillämme oleva fyysinen maailma koostuu aineesta. Viiden aistimme avulla voimme tunnistaa tai havaita erilaisia aineita. Jotkut nähdään helposti kivinä, jotka voidaan nähdä ja pitää kädessä, toiset ovat vähemmän helposti tunnistettavissa tai he eivät voi havaita niitä aisteilla; esimerkiksi ilmaa. Asia on jotain, joka on massa ja paino, vie paikkansa avaruudessa, vaikutuksen aistimme ja kokea ilmiö inertian (vastuksesta siirtymään).
Mitä väliä
Sisällysluettelo
Fysiikan mukaan aineen määritelmä on kaikki, mikä muodostaa alueen avaruudessa olevan alueen, tai, kuten sen etymologinen alkuperä kuvaa, se on aine, josta kaikki asiat tehdään. Toisin sanoen aineen käsite vahvistaa, että kaikella maailmankaikkeudessa olevalla on massa ja tilavuus, joka voidaan mitata, havaita, kvantifioida, havaita, joka vie aika-aika-paikan ja jota säätelevät luonnon lait..
Tämän lisäksi esineissä olevalla aineella on energiaa (kappaleiden kyky tehdä työtä, kuten siirtyä tai muuttua tilasta toiseen), mikä sallii sen etenemisen aika-tilassa (joka on käsite tila ja aika yhdessä: mikä esine vie tietyn tilan tietyssä pisteessä aikajanalla). On tärkeää huomata, että kaikilla aineilla, joilla on energiaa, ei ole massaa.
Kaikessa on ainetta, koska se esiintyy eri fyysisissä tiloissa; siksi se voi esiintyä sekä vasarassa että ilmapallon sisällä. On myös erilaisia; niin elävä ruumis on aine, samoin kuin eloton esine.
Aineen määritelmä osoittaa myös, että se koostuu atomista, jotka ovat äärettömän pieni aineyksikkö, jonka ajateltiin olevan pienin, kunnes havaittiin, että se puolestaan koostuu muista pienemmistä hiukkasista elektronit, joilla on negatiivinen varaus; protonit, joilla on positiivinen varaus; ja neutronit, joilla on neutraali tai ei varausta).
Niitä on 118 tyyppiä, jotka mainitaan alkuaineiden jaksollisessa taulukossa, jotka ovat yhden tyyppisiä atomeja, kun taas yhdisteet ovat aineita, jotka koostuvat kahdesta tai useammasta atomista, esimerkiksi vedestä (vety ja happi). Molekyylit ovat puolestaan osa ainetta ja ne määritellään vakiintuneen konfiguraation omaaviksi atomiryhmiksi, joiden sidos on kemiallinen tai sähkömagneettinen.
Esine tai mikä tahansa esine maailmassa voi koostua erityyppisistä aineista, kuten kakusta tai suolasta, ja erilaisia materiaaleja voidaan saada, jos niiden fyysinen tila muuttuu. Tämä muunnos voi olla fysikaalinen tai kemiallinen. Fyysinen modifikaatio tapahtuu, kun kohteen ulkonäkö muuttuu tai muuttuu, kun taas kemia tapahtuu, kun sen atomikoostumuksessa tapahtuu muutoksia.
Asia luokitellaan sen monimutkaisuuden mukaan. Elävien organismien tapauksessa aineen luokittelussa yksinkertaisimmasta monimutkaisimpaan:
- Subatominen: Atomin muodostavat hiukkaset: protonit (+), neutronit (ei varausta) ja elektronit (-).
- Atomic: Aineen vähimmäisyksikkö.
- Molekyyli: Kahden tai useamman atomin ryhmät, jotka voivat olla samantyyppisiä tai erilaisia, ja muodostavat eri aineluokan.
- Solu: Pienin yksikkö kaikista elävistä organismeista, joka koostuu monimutkaisista molekyyleistä.
- Kudos: Ryhmä soluja, joiden toiminta on sama.
- Elimet: kudosten koostumus jäsenessä, joka täyttää jonkin toiminnon.
- Järjestelmä tai laite: Elinten ja kudosten koostumus, jotka toimivat yhdessä tiettyä toimintoa varten.
- Organismi: Se on joukko elimiä, järjestelmiä, soluja, elävää olentoa, yksilöä. Tässä tapauksessa, vaikka se on osa monien samankaltaisten ryhmää, se on ainutlaatuinen DNA: n kanssa, joka eroaa kaikista muista sen lajeista.
- Populaatio: Samankaltaiset organismit, jotka on ryhmitelty ja elävät samassa tilassa.
- Laji: Kaikkien saman tyyppisten organismien populaatioiden yhdistelmä.
- Ekosysteemi: Eri lajien yhteys ravintoketjujen kautta tietyssä ympäristössä.
- Biomi: Ryhmät ekosysteemeistä alueella.
- Biosfääri: Joukko kaikkia eläviä olentoja ja ympäristöä, johon he ovat yhteydessä.
Aineen ominaisuudet
Aineen määrittelemiseksi on tärkeää mainita, että sillä on ominaisuuksia. Aineen ominaisuudet vaihtelevat sen fysikaalisen tilan mukaan, jossa ne esiintyvät, toisin sanoen atomien muodostumisen ja rakenteen ja niiden yhdistymisen mukaan. Jokainen heistä määrittää, kuinka ruumis, esine, aine tai massa näyttää tai on vuorovaikutuksessa. Mutta on ominaisuuksia, jotka ovat yhteisiä kaikelle, mikä koostuu aineesta, ja ne ovat seuraavat:
1. Ne esittävät erilaisia aineen aggregaatiotiloja: kiinteä, neste, kaasu ja plasma. Näiden aineen fysikaalisten tilojen lisäksi on kaksi vähemmän tunnettua tilaa, jotka ovat supernesteitä (joilla ei ole viskositeettia ja jotka voivat virrata ilman minkäänlaista resistenssiä suljetussa piirissä äärettömällä tavalla) ja ylijäämiä (aine, joka on kiinteää ja nestemäistä samanaikaisesti), ja uskotaan, että helium voi esittää kaikki aineen tilat.
2. Niillä on massa, joka olisi ainemäärä tietyssä tilavuudessa tai alueella.
3. Niillä on paino, joka edustaa sitä, missä määrin painovoima painostaa mainittua esinettä; eli kuinka paljon houkuttelevaa voimaa maapallolla on.
4. Ne osoittavat lämpötilaa, joka on niissä olevan lämpöenergian määrä. Kahden saman lämpötilan ruumiin välillä ei tapahdu saman siirtymistä, joten se pysyy samana molemmissa; Toisaalta kahdessa eri lämpötilassa olevassa kappaleessa kuumempi siirtää lämpöenergiansa kylmempään.
5. Niillä on tilavuus, joka edustaa tilaa, jonka he käyttävät tietyssä paikassa, ja se annetaan pituuden, massan, huokoisuuden, muiden ominaisuuksien lisäksi.
6. Niillä on läpäisemättömyys, mikä tarkoittaa, että jokainen runko voi käyttää yhtä tilaa ja vain yhden tilan kerrallaan, joten kun esine yrittää käyttää toisen tilaa, toinen näistä kahdesta siirtyy.
7. Niillä on tiheys, joka on kohteen massan ja tilavuuden suhde. Tilojen suurimmasta pienimpään tiheyteen on olemassa kiinteitä aineita, nesteitä ja kaasuja.
8. On homogeenista ja heterogeenista ainetta. Ensimmäisessä tapauksessa on lähes mahdotonta tunnistaa, mistä se koostuu, edes mikroskoopin avulla; kun taas toisessa, voit helposti tarkkailla siinä olevia elementtejä ja erottaa ne.
9. Sillä on kokoonpuristuvuus, joka on kyky vähentää tilavuuttaan, jos se altistuu ulkoisille paineille, esimerkiksi lämpötilalle.
Tämän lisäksi voidaan korostaa aineen tilan muutoksia, jotka ovat niitä prosesseja, joissa kehon aggregaatiotila muuttaa molekyylirakenteensa muuttuakseen toiseen tilaan. Ne ovat osa aineen intensiivisiä ominaisuuksia, ja nämä ovat:
- Sulautuminen. Se on prosessi, jossa kiinteässä tilassa oleva aine muuttuu nestemäiseksi lämmön avulla.
- Jäätyminen ja jähmettyminen. Se on silloin, kun neste tulee kiinteäksi jäähdytysprosessin kautta, jolloin rakenne muuttuu paljon vahvemmaksi ja kestävämmäksi.
- Sublimaatio. Se on prosessi, jossa lämpöenergiaa lisäämällä tiettyjen kiinteiden kappaleiden atomit liikkuvat nopeasti kaasuksi tulematta edellisen nestemäisen tilan läpi.
- Saostuminen tai kiteytys. Mukaan poistamalla lämpöä kaasua, se voi aiheuttaa sen, että hiukkaset, jotka tekevät sen jopa ryhmä yhdessä muodostavat useita kiinteitä kiteitä, ilman mennä läpi nestemäiseen tilaan aikaisemmin.
- Kiehuminen, höyrystys tai haihdutus. Se on prosessi, jossa, kun lämpöä levitetään nesteeseen, se muuttuu kaasuksi, kun sen atomit erottuvat.
- Kondensaatio ja nesteytys. Se on päinvastainen haihdutusprosessi, jossa kylmää levitettäessä kaasuun hiukkaset hidastuvat ja lähestyvät toisiaan, kunnes ne muodostavat taas nesteen.
Mitkä ovat aineen ominaisuudet
Aineen ominaisuudet ovat erilaisia, koska niissä on paljon komponentteja, mutta niillä on fysikaalisia, kemiallisia, fysikaalis-kemiallisia, yleisiä ja spesifisiä ominaisuuksia. Kaikilla ainetyypeillä ei ole kaikkia näitä ominaisuuksia, koska esimerkiksi jotkut pätevät tietyntyyppiseen aineeseen, esineeseen tai massaan, varsinkin sen aggregaatiotilasta riippuen.
Aineen tärkeimpien yleisten ominaisuuksien joukossa meillä on:
Laajennus
Tämä on osa aineen fysikaalisia ominaisuuksia, koska se viittaa aineen määrään ja määrään, jonka se käyttää avaruudessa. Se tarkoittaa, että ne ovat laajoja ominaisuuksia: tilavuus, pituus, kineettiset energiat (se riippuu sen massasta ja annetaan sen siirtymästä) ja potentiaali (sen sijainti avaruudessa).
Taikina
Se viittaa aineen määrään, joka esineellä tai kappaleella ei ole riippuvainen sen jatkeesta tai sijainnista; Toisin sanoen siinä olevan massan määrä ei liity siihen, kuinka paljon tilaa se vie avaruudessa, joten esineellä, jonka jatke on pieni, voi olla valtava massa ja päinvastoin. Täydellinen esimerkki on mustat aukot, joiden massa on määrällisesti mitattavissa suhteessa avaruuteen.
Inertia
Aineen käsitteessä tämä on esineiden ominaisuus ylläpitää lepotilaa tai jatkaa liikkumistaan, paitsi jos sen ulkopuolella oleva voima muuttaa niiden asemaa avaruudessa.
Huokoisuus
Kehossa olevan aineen määritelmän muodostavien atomien välissä on tyhjiä tiloja, jotka yhdestä tai toisesta materiaalista riippuen ovat suurempia tai pienempiä. Tätä kutsutaan huokoisuudeksi, mikä tarkoittaa, että se on tiivistämisen vastakohta.
Jaettavuus
Se on kappaleiden kyky hajota pienempiin paloihin, jopa molekyyli- ja atomikokoina, hajoamiseen saakka. Tämä jako voi olla mekaanisten ja fysikaalisten muutosten tulos, mutta se ei muuta sen kemiallista koostumusta eikä se muuta aineen olemusta.
Joustavuus
Tämä viittaa aineen pääominaisuuksiin, ja tässä tapauksessa kohteen kyky palata alkuperäiseen tilavuuteensa sen jälkeen, kun siihen on kohdistettu puristusvoimaa, joka deformoi sen. Tällä ominaisuudella on kuitenkin raja, ja on materiaaleja, jotka ovat taipuvaisempia joustavuuteen kuin toiset.
Edellä mainittujen lisäksi on tärkeää korostaa muita aineen fysikaalisia ominaisuuksia ja aineen kemiallisia ominaisuuksia, joita on olemassa ja joita on paljon. Heidän välillään:
1. Fysikaaliset ominaisuudet:
a) Intensiivinen tai luonnostaan (erityisominaisuudet)
- Ulkonäkö: Ensisijaisesti missä tilassa keho on ja miltä se näyttää.
- Väri: Se liittyy myös fyysiseen ulkonäköön, mutta on aineita, joilla on eri värit.
- Haju: Se riippuu sen koostumuksesta ja sen havaitsee haju.
- Maku: Kuinka aineen havaitaan maistuvan.
- Sulamis-, kiehumis-, jäätymis- ja sublimaatiopiste: Piste, jossa aine siirtyy kiinteästä aineesta nesteeseen; nestemäisestä hiilihapotetuksi; nestemäisestä kiinteään aineeseen; ja kiinteä tai kaasumainen; vastaavasti.
- Liukoisuus: Ne liukenevat sekoitettuina nesteen tai liuottimen kanssa.
- Kovuus: asteikko, jossa materiaali sallii toisen naarmuuntumisen, leikkaamisen ja ylittämisen.
- Viskositeetti: Nesteen virtauskestävyys.
- Pintajännitys: Nesteen kyky vastustaa pinnan kasvua.
- Sähkön- ja lämmönjohtavuus: Materiaalin kyky johtaa sähköä ja lämpöä.
- Muovattavuus: Ominaisuus, jonka avulla ne voivat muodostaa muodonmuutoksen rikkoutumatta.
- Sitkeys: Kyky muodostaa ja muodostaa materiaalilangat.
- Terminen hajoaminen: Lämpöä käytettäessä aine muuttuu kemiallisesti.
b) Laaja tai ulkopuolinen (yleiset ominaisuudet)
- Massa: Aineen määrä kehossa.
- Tilavuus: Kehon viemä tila.
- Paino: Painovoiman kohdistama työntövoima esineeseen.
- Paine: Kyky työntää "pois" ympäröivästä alueesta.
- Inertia: Kyky pysyä liikkumattomana, ellei ulkopuolinen voima liikuta sitä.
- Pituus: Yksidimensionaalisen objektin laajuus avaruudessa.
- Kineettinen ja potentiaalinen energia: Liikkumisensa ja sijaintinsa vuoksi avaruudessa.
2. Kemialliset ominaisuudet:
- PH: Aineiden happamuuden tai emäksisyyden taso.
- Palaminen: Kyky palaa hapen kanssa, jolloin se vapauttaa lämpöä ja hiilidioksidia.
- Ionisointienergia: Energia, joka vastaanotetaan elektronille pakenemaan atomistaan.
- Hapetus: Kyky muodostaa monimutkaisia elementtejä elektronien häviämisen tai vahvistumisen kautta.
- Korroosio: Se on aineen kyky vahingoittaa tai vahingoittaa materiaalin rakennetta.
- Myrkyllisyys: Missä määrin aine voi vahingoittaa elävää organismia.
- Reaktiivisuus: taipumus yhdistää muihin aineisiin.
- Syttyvyys: Kyky tuottaa korkeiden ulkoisten lämpötilojen aiheuttama lämpöräjähdys.
- Kemiallinen stabiilisuus: Aineen kyky reagoida happeen tai veteen.
Aineen aggregaatiotilat
Aine voi esiintyä eri fyysisissä tiloissa. Tämä tarkoittaa, että sen koostumus muiden ominaisuuksien lisäksi on erilainen atomien ja molekyylien rakenteen mukaan, minkä vuoksi se puhuu aineen erityisistä ominaisuuksista. Tärkeimpiä saavutettavissa olevia valtioita ovat seuraavat:
Kiinteä
Kiinteillä kappaleilla on erityispiirre siitä, että niiden atomit ovat hyvin lähellä toisiaan, mikä antaa heille kovuuden ja he vastustavat toisen kiinteän aineen ylittämistä tai leikkaamista. Lisäksi niillä on muovattavuus, mikä sallii niiden muodonmuutoksen paineen alaisena ilman, että heidän täytyy välttämättä hajota.
Niiden koostumus antaa heille myös sitkeyden, mikä on mahdollisuus muodostaa langat samasta materiaalista, kun esineeseen kohdistuu vastakkaisia voimia, jolloin se voi venyttää; ja sulamispiste, niin että se voi tietyssä lämpötilassa muuttaa tilansa kiinteästä nestemäiseksi.
Nestemäinen
Nesteiden muodostavat atomit ovat yhdistyneet, mutta pienemmällä voimalla kuin kiintoaineet; Ne tärisevät myös nopeasti, mikä antaa heille mahdollisuuden virrata ja niiden viskositeetti tai vastustuskyky liikkeelle riippuu siitä, minkä tyyppistä nestettä se on (mitä viskoosimpaa, sitä vähemmän nestettä). Sen muoto määräytyy sen sisältävän astian avulla.
Kiintoaineiden tapaan niillä on kiehumispiste, jossa ne lakkaavat olemasta nestemäisiä ja muuttumassa kaasumaisiksi; ja niillä on myös jäätymispiste, jossa ne lakkaavat olemasta nestemäisiä kiinteiksi.
Kaasumainen
Kaasuissa olevat atomit ovat haihtuvia, hajallaan, ja painovoima vaikuttaa niihin vähemmän kuin aikaisemmat aineen tilat. Kuten nesteellä, sillä ei ole muotoa, se ottaa säiliön tai ympäristön muodon.
Tällä ainetilalla, kuten nesteillä, on kokoonpuristuvuus ja suuremmassa määrin; sillä on myös painetta, mikä antaa heille laadun työntää ympärillään olevaa. Se pystyy myös muuttumaan nesteeksi korkeassa paineessa (nesteytys) ja poistamaan lämpöenergian, siitä voi tulla nestekaasu.
Plasmaattinen
Tämä aineen tila on yksi vähiten yleisistä. Niiden atomit toimivat samanlaisesti kuin kaasumaiset elementit, sillä erotuksella, että ne ladataan sähköllä, vaikka ilman sähkömagneettisuutta, mikä tekee niistä hyvät sähköjohtimet. Koska sillä on erityisiä ominaisuuksia, jotka eivät liity muihin kolmeen tilaan, sitä pidetään aineen neljäntenä aggregaatiotilana.
Mikä on aineen suojelun laki?
Aineen suojelulaki tai Lomonosov-Lavoisier toteaa, että minkään tyyppistä ainetta ei voida tuhota, vaan muuntaa toiseen, jolla on erilaiset ulkoiset ominaisuudet tai jopa molekyylitasolla, mutta sen massa pysyy. Toisin sanoen, jos se altistetaan jollekin fysikaaliselle tai kemialliselle prosessille, se säilyttää saman massan ja painon kuin myös alueellisissa suhteissaan (sen käyttämän tilavuuden).
Tämän havainnon tekivät venäläiset tutkijat Mihail Lomonosov (1711-1765) ja Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794). Ensimmäinen havaittu se, että ensimmäisen kerran johtaa levyt eivät menettäneet paino, joka sulatuksen jälkeen suljetussa säiliössä; tälle havainnolle ei kuitenkaan annettu riittävää merkitystä tuolloin.
Vuosia myöhemmin Lavoisier kokeili suljettua astiaa, jossa hän keitti vettä 101 päivän ajan ja jonka höyry ei päässyt vaan palasi siihen. Hän vertaili painoa ennen kokeilua ja sen jälkeen ja päätyi siihen, että ainetta ei luoda eikä tuhota vaan muutetaan.
Tällä lailla on poikkeus, ja näin olisi ydintyyppisten reaktioiden tapauksessa, koska niissä massa voidaan muuntaa energiaksi ja vastakkaiseen suuntaan, joten on mahdollista sanoa, että ne voidaan "tuhota" tai "luoda". ”Tiettyyn tarkoitukseen, mutta todellisuudessa se muuttuu, vaikka se olisikin energiaa.
Esimerkkejä aineesta
Aineen pääesimerkkien joukosta seuraavat voidaan tuoda esiin aggregaattitilan mukaan:
- Kiinteä tila: kivi, puu, levy, teräspalkki, kirja, lohko, muovikuppi, omena, pullo, puhelin.
- Nestemäinen tila: vesi, öljy, laava, öljy, veri, meri, sade, mehu, mahamehut.
Kaasu
- Kaasumainen tila: Happi, maakaasu, metaani, butaani, vety, typpi, kasvihuonekaasut, savu, vesihöyry, hiilimonoksidi.
- Plasmatinen tila: Tuli, pohjoiset valot, aurinko ja muut tähdet, aurinkotuulet, ionosfääri, teollisen käytön tai käytön sähköpäästöt, planeettojen, tähtien ja galaksien välinen aine, sähkömyrskyt, neon neonlampuista saatavan plasman, televisioiden plasmanäyttömonitorien tai muuten.
