МАТЕРИЯ: ПРОИСХОЖДЕНИЕ, СВОЙСТВА, СОСТОЯНИЯ И ПРИМЕРЫ - НАУКА - 2024

Дело в том , что , который имеет массу, занимает место в пространстве и способен взаимодействовать гравитационно. Вся вселенная состоит из материи, возникшей сразу после Большого взрыва.

Материя находится в четырех состояниях: твердом, жидком, газообразном и плазменном. Последний имеет много общего с газом, но, обладая уникальными характеристиками, делает его четвертой формой агрегации.

Материя состоит из атомов. Атомы состоят из нейтронов, протонов и электронов.

Свойства материи делятся на две категории: общие и характеристики. Генералы позволяют отличить материю от того, чего нет. Например, масса - это характеристика вещества, а также электрический заряд, объем и температура. Эти свойства присущи любому веществу.

В свою очередь, характеристики - это особые свойства, по которым один тип материи отличается от другого. Эта категория включает плотность, цвет, твердость, вязкость, проводимость, точку плавления, модуль сжимаемости и многое другое.

Из чего сделана материя?

Атомы - это строительные блоки материи. В свою очередь, атомы состоят из протонов, электронов и нейтронов.

Электрический заряд

Электрический заряд - это внутренняя характеристика частиц, из которых состоит материя. Протоны имеют положительный заряд, а электроны отрицательно заряжены, а нейтроны не имеют электрического заряда.

В атоме протоны и электроны находятся в равных количествах, поэтому атом - и вещество в целом - обычно находится в нейтральном состоянии.

Иллюстрация, представляющая атом. Протонов и нейтронов в ядре одинаковое количество. Электроны находятся на разных орбитальных уровнях вокруг ядра.

Происхождение материи

Происхождение вещества происходит в начальные моменты формирования Вселенной, на этапе, на котором начали формироваться легкие элементы, такие как гелий, литий и дейтерий (изотоп водорода).

НАСА / Научная группа WMAP / Искусство Даны Берри

Эта фаза известна как нуклеосинтез Большого взрыва, процесс образования атомных ядер из их составляющих: протонов и нейтронов. Через несколько мгновений после Большого взрыва Вселенная остыла, и протоны и нейтроны соединились, образуя атомные ядра.

Звездообразование и происхождение элементов

Позже, когда образовались звезды, их ядра синтезировали самые тяжелые элементы в процессе ядерного синтеза. Так возникла обычная материя, из которой образованы все известные объекты во Вселенной, включая живые существа.

Однако современные ученые считают, что Вселенная не полностью состоит из обычного вещества. Существующая плотность этой материи не объясняет многих космологических наблюдений, таких как расширение Вселенной и скорость звезд в галактиках.

Звезды движутся быстрее, чем предсказывает плотность обычной материи, поэтому постулируется существование невидимой материи, которая ответственна за это. Это о темной материи.

Также постулируется существование третьего класса материи, связанного с тем, что известно как темная энергия. Помните, что материя и энергия эквивалентны, согласно тому, что указал Эйнштейн.

То, что мы опишем далее, относится исключительно к обычной материи, из которой мы сделаны, которая имеет массу и другие общие характеристики, а также многие очень специфические характеристики, в зависимости от типа материи.

Свойства материи

- Общие свойства

Всем ей присущи общие свойства материи. Например, кусок дерева и кусок металла имеют массу, занимают объем и имеют определенную температуру.

Масса, вес и инерция

Масса и вес - это термины, которые часто путают. Однако между ними есть фундаментальное различие: масса тела одинакова - если только оно не теряется, - но вес того же объекта может измениться. Мы знаем, что вес на Земле и на Луне не одинаковый, поскольку сила притяжения Земли больше.

Следовательно, масса - это скалярная величина, а вес - вектор. Это означает, что вес объекта имеет величину, направление и значение, потому что это сила, с которой Земля - ​​или Луна, или другой астрономический объект - притягивает объект к его центру. Здесь направление и смысл «к центру», а величина соответствует числовой части.

Чтобы выразить массу, достаточно числа и единицы. Например, они говорят о килограмме кукурузы или тонне стали. В Международной системе единиц (СИ) единицей массы является килограмм.

Еще одна вещь, которую мы знаем наверняка из повседневного опыта, - это то, что очень массивные объекты сложнее перемещать, чем более легкие. Последним легче менять движения. Это свойство материи, называемое инерцией, измеряется массой.

объем

Материя занимает определенное пространство, которое не занято какой-либо другой материей. Следовательно, он непроницаемый, а это означает, что он оказывает сопротивление другой материи, занимающей то же место.

Например, при замачивании губки жидкость располагается в порах губки, не занимая с ней места. То же самое и с трещиноватыми пористыми породами, содержащими нефть.

температура

Атомы организованы в молекулы, чтобы придать структуру материи, но, однажды достигнув, эти частицы не находятся в статическом равновесии. Напротив, у них есть характерные колебательные движения, которые зависят, помимо прочего, от их расположения.

Это движение связано с внутренней энергией вещества, которая измеряется температурой.

- Характерные свойства

Их много, и их изучение помогает охарактеризовать различные взаимодействия, которые имеет значение. Одним из наиболее важных является плотность: килограмм железа и другой килограмм древесины весят одинаково, но килограмм железа занимает меньше объема, чем килограмм древесины.

Плотность - это отношение массы к занимаемому объему. Каждый материал имеет характерную для него плотность, хотя она не является неизменной, поскольку температура и давление могут иметь важные изменения.

Еще одно особое свойство - эластичность. Не все материалы ведут себя одинаково при растяжении или сжатии. Некоторые из них очень прочные, другие легко деформируются.

Таким образом, у нас есть множество свойств материи, которые характеризуют ее поведение в бесчисленных ситуациях.

Состояния материала

Вода в жидком, твердом и газообразном состоянии.

Материя представляется нам в агрегатном состоянии в зависимости от силы сцепления между составляющими ее частицами. Таким образом, естественно возникают четыре состояния:

-Solid

-Liquids

-Газовый

-Плазменный

твердый

Твердое вещество имеет очень четко определенную форму, поскольку составляющие частицы обладают высокой степенью сцепления. Он также имеет хороший упругий отклик, поскольку при деформации твердое вещество стремится вернуться в исходное состояние.

жидкости

Жидкости принимают форму контейнера, в котором они находятся, но даже в этом случае они имеют четко определенный объем, поскольку молекулярные связи, хотя и более гибкие, чем в твердых телах, все же обеспечивают достаточную когезию.

газов

Вещество в газообразном состоянии отличается тем, что составляющие его частицы не связаны прочно. Фактически, они обладают большой подвижностью, и именно поэтому газы не имеют формы и расширяются, пока не заполняют объем контейнера, в котором они находятся.

Три наиболее известных состояния материи. Josell7

плазма

Плазма - это вещество в газообразном состоянии, также ионизированное. Ранее упоминалось, что, как правило, вещество находится в нейтральном состоянии, но в случае плазмы один или несколько электронов отделились от атома и оставили его с чистым зарядом.

Хотя плазма - наименее известное из состояний материи, правда в том, что она изобилует во Вселенной. Например, плазма существует во внешней атмосфере Земли, а также на Солнце и других звездах.

В лаборатории можно создать плазму, нагревая газ до тех пор, пока электроны не отделятся от атомов, или путем бомбардировки газа излучением высокой энергии.

Примеры материи

Общие объекты

Любой обычный предмет состоит из материи, например:

• Книга
• Кресло
• Стол
• лесоматериалы
• Стекло.

Элементарная материя

В элементарной материи мы находим элементы, составляющие периодическую таблицу элементов, которые являются самой элементарной частью материи. Все объекты, составляющие материю, можно разбить на эти маленькие элементы.

• алюминий
• барий
• аргон
• бор
• кальций
• галлий
• Индийский.

Органический материал

Это вещество, созданное живыми организмами на основе химического состава углерода, легкого элемента, который может легко образовывать ковалентные связи. Органические соединения - это длинные цепочки молекул, обладающие большой универсальностью, и жизнь использует их для выполнения своих функций.

антивещество

Это тип вещества, в котором электроны заряжены положительно (позитроны), а протоны (антипротоны) - отрицательно. Нейтроны, хотя и имеют нейтральный заряд, также имеют свою античастицу, называемую антинейтроном, состоящую из антикварков.

Частицы антивещества имеют ту же массу, что и частицы материи, и встречаются в природе. Позитроны были обнаружены в космических лучах, излучении, исходящем из космоса, с 1932 года. А античастицы всех видов были созданы в лабораториях. , за счет использования ядерных ускорителей.

Был даже создан искусственный антиатом, состоящий из позитрона, вращающегося вокруг антипротона. Это длилось недолго, поскольку антивещество аннигилирует в присутствии материи, производя энергию.

Темная материя

Материя, из которой состоит Земля, также находится в остальной Вселенной. Ядра звезд действуют как гигантские реакторы деления, в которых постоянно создаются атомы тяжелее водорода и гелия.

Однако, как мы уже говорили ранее, поведение Вселенной предполагает гораздо более высокую плотность, чем наблюдается. Объяснение может лежать в типе материи, которую нельзя увидеть, но которая производит эффекты, которые можно наблюдать и которые переводятся в гравитационные силы, более интенсивные, чем производит плотность наблюдаемой материи.

Считается, что темная материя и энергия составляют 90% Вселенной (первые составляют 25% от общей суммы). Таким образом, только 10% обычной материи, а остальная часть будет темной энергией, которая будет однородно распределена по всей Вселенной.

Ссылки

1. Химия Libretexts. Физические и химические свойства вещества. Получено с: chem.libretexts.org.
2. Хьюитт, Пол. 2012. Концептуальная физика. Пятые. Эд Пирсон.
3. Киркпатрик, Л. 2010. Физика: концептуальное мировоззрение. Седьмой. Издание. Cengage.
4. Тиллери, б. 2013. Интегрировать науку. 6th. Издание. Макгроу Хилл.
5. Wikipedia. Иметь значение. Получено с: es.wikipedia.org.
6. Вильчец, Ф. Происхождение массы. Получено с: web.mit.edu.