Materia este „chestia” care alcătuiește universul — tot ceea ce ocupă spațiu și are masă este materie. toată materia este alcătuită din atomi, care la rândul lor sunt alcătuiți din protoni, neutroni și electroni.
atomii se reunesc pentru a forma molecule, care sunt blocurile pentru toate tipurile de materie, potrivit Universității de Stat din Washington. Atât atomii cât și moleculele sunt ținute împreună de o formă de energie potențială numită energie chimică., Spre deosebire de energia cinetică, care este energia unui obiect în mișcare, energia potențială este energia stocată într-un obiect.
cele cinci faze ale materiei
există patru stări naturale ale materiei: solide, lichide, gaze și plasmă. Cea de-a cincea stare este Condensatele Bose-Einstein create de om.
solide
într-un solid, particulele sunt împachetate strâns împreună, astfel încât să nu se miște prea mult. Electronii fiecărui atom sunt în permanență în mișcare, astfel încât atomii au o mică vibrație, dar sunt fixați în poziția lor., Din acest motiv, particulele dintr-un solid au o energie cinetică foarte scăzută.solidele au o formă definită, precum și masa și volumul și nu sunt conforme cu forma recipientului în care sunt plasate. Solidele au, de asemenea, o densitate mare, ceea ce înseamnă că particulele sunt bine ambalate împreună. într-un lichid, particulele sunt ambalate mai slab decât într-un solid și sunt capabile să curgă unul în jurul celuilalt, dând lichidului o formă nedeterminată. Prin urmare, lichidul se va conforma formei containerului său.,la fel ca solidele, lichidele (majoritatea având o densitate mai mică decât solidele) sunt incredibil de dificil de comprimat. într-un gaz, particulele au un spațiu mare între ele și au o energie cinetică ridicată. Un gaz nu are o formă sau un volum definit. Dacă neconfined, particulele de gaz se va răspândi pe termen nelimitat; dacă limitat, gazul se va extinde pentru a umple containerul. Când un gaz este pus sub presiune prin reducerea volumului recipientului, spațiul dintre particule este redus și gazul este comprimat., Plasma Nu este o stare comună a materiei aici pe Pământ, dar poate fi cea mai comună stare a materiei din univers, potrivit Laboratorului Jefferson. Stelele sunt în esență bile de plasmă supraîncălzite.
Plasma este formată din particule foarte încărcate cu energie cinetică extrem de mare. Gazele nobile (heliu, neon, argon, krypton, xenon și radon) sunt adesea folosite pentru a produce semne strălucitoare prin utilizarea energiei electrice pentru a le ioniza la starea plasmatică., condensul Bose-Einstein (BEC) a fost creat de oamenii de știință în 1995. Folosind o combinație de lasere și magneți, Eric Cornell și Carl Weiman, oamenii de stiinta de la Institutul unificat de Laboratorul de Astrofizica (JILA) din Boulder, Colorado, s-a răcit un eșantion de rubidiu la câteva grade de zero absolut. La această temperatură extrem de scăzută, mișcarea moleculară se apropie foarte mult de oprire. Deoarece nu există aproape nicio energie cinetică transferată de la un atom la altul, atomii încep să se aglomereze împreună., Nu mai există mii de atomi separați, ci doar un „super atom. un BEC este folosit pentru a studia mecanica cuantică la nivel macroscopic. Lumina pare să încetinească pe măsură ce trece printr-un BEC, permițând oamenilor de știință să studieze paradoxul particulelor/undelor. Un BEC are, de asemenea, multe dintre proprietățile unui superfluid sau ale unui fluid care curge fără frecare. Bec – urile sunt de asemenea folosite pentru a simula condițiile care ar putea exista în găurile negre.
trecerea printr-o fază
adăugarea sau eliminarea energiei din materie determină o schimbare fizică pe măsură ce materia se deplasează de la o stare la alta., De exemplu, adăugarea de energie termică (căldură) în apa lichidă face ca aceasta să devină abur sau vapori (un gaz). Și eliminarea energiei din apa lichidă face ca aceasta să devină gheață (un solid). Schimbările fizice pot fi, de asemenea, cauzate de mișcare și presiune.topirea și înghețarea când căldura este aplicată unui solid, particulele sale încep să vibreze mai repede și să se deplaseze mai departe. Când substanța atinge o anumită combinație de temperatură și presiune, punctul său de topire, solidul va începe să se topească și să se transforme într-un lichid., când două stări de materie, cum ar fi solid și lichid, sunt la temperatura și presiunea de echilibru, căldura suplimentară adăugată în sistem nu va determina creșterea temperaturii totale a substanței până când întreaga probă atinge aceeași stare fizică. De exemplu, atunci când puneți gheață într-un pahar cu apă și lăsați-o la temperatura camerei, gheața și apa vor ajunge în cele din urmă la aceeași temperatură. Pe măsură ce gheața se topește de căldura provenită din apă, aceasta va rămâne la zero grade Celsius până când întregul cub de gheață se va topi înainte de a continua să se încălzească., când căldura este îndepărtată dintr-un lichid, particulele sale încetinesc și încep să se așeze într-o singură locație în interiorul substanței. Când substanța atinge o temperatură suficient de rece la o anumită presiune, punctul de îngheț, lichidul devine solid.majoritatea lichidelor se contractă pe măsură ce îngheață. Cu toate acestea, apa se extinde atunci când îngheață în gheață, determinând moleculele să se împingă mai departe și să scadă densitatea, motiv pentru care gheața plutește deasupra apei.
adăugarea de substanțe suplimentare, cum ar fi sarea în apă, poate modifica atât punctele de topire, cât și punctele de îngheț., De exemplu, adăugarea de sare în zăpadă va scădea temperatura pe care apa îngheață pe drumuri, făcând-o mai sigură pentru șoferi.există, de asemenea, un punct, cunoscut sub numele de punctul triplu, unde solidele, lichidele și gazele există simultan. Apa, de exemplu, există în toate cele trei state, la o temperatură de 273.16 Kelvin și o presiune de 611.2 pascali.
Sublimare
atunci Când un solid este convertit direct într-un gaz fără a trece printr-o fază lichidă, procesul este cunoscut sub numele de sublimare., Acest lucru se poate întâmpla fie atunci când temperatura probei este crescută rapid dincolo de punctul de fierbere (vaporizare rapidă), fie atunci când o substanță este „liofilizată” prin răcirea acesteia în condiții de vid, astfel încât apa din substanță să fie supusă sublimării și să fie îndepărtată din probă. Câteva substanțe volatile vor suferi sublimare la temperatura și presiunea camerei, cum ar fi dioxidul de carbon înghețat sau gheața uscată.vaporizarea este conversia unui lichid într-un gaz și poate apărea fie prin evaporare, fie prin fierbere.,deoarece particulele unui lichid sunt în mișcare constantă, ele se ciocnesc frecvent între ele. Fiecare coliziune determină, de asemenea, transferul de energie și, atunci când suficientă energie este transferată particulelor din apropierea suprafeței, acestea pot fi îndepărtate complet de probă sub formă de particule libere de gaz. Lichidele se răcesc pe măsură ce se evaporă, deoarece energia transferată moleculelor de suprafață, care provoacă scăparea lor, este dusă cu ele.lichidul fierbe când se adaugă suficientă căldură la un lichid pentru a provoca formarea bulelor de vapori sub suprafață., Acest punct de fierbere este temperatura și presiunea la care un lichid devine gaz.condensarea și depunerea condensul are loc atunci când un gaz pierde energie și se îmbină pentru a forma un lichid. De exemplu, vaporii de apă se condensează în apă lichidă.depunerea are loc atunci când un gaz se transformă direct într-un solid, fără a trece prin faza lichidă. Vaporii de apă devin gheață sau îngheț atunci când aerul atinge un solid, cum ar fi o lamă de iarbă, este mai rece decât restul aerului.,
resurse suplimentare:
- ceas: crearea unui condensat Bose-Einstein, de la Institutul Național de standarde și Tehnologie.
- aflați de unde a venit materia din univers, de la Universitatea Cornell, întrebați un astronom.citiți mai multe despre materie, elemente și atomi, de la Academia Khan.
Acest articol a fost actualizat pe Aug. 21, 2019, de colaboratorul Live Science, Rachel Ross.