AIHE: ALKUPERÄ, OMINAISUUDET, TILAT JA ESIMERKIT - TIEDE - 2025

Asia on se, joka on massaa, vie paikkansa avaruudessa ja pystyy olemaan vuorovaikutuksessa painovoimaisesti. Koko maailmankaikkeus koostuu aineesta, joka on peräisin heti Ison räjähdyksen jälkeen.

Aine on läsnä neljässä tilassa: kiinteä, nestemäinen, kaasu ja plasma. Jälkimmäisellä on monia samankaltaisuuksia kaasun kanssa, mutta jolla on ainutlaatuiset ominaisuudet, se tekee siitä neljännen muodostumismuodon.

Aine koostuu atomista. Atomit koostuvat neutroneista, protoneista ja elektronista

Aineen ominaisuudet jaetaan kahteen luokkaan: yleiset ja ominaisuudet. Kenraalien avulla voidaan erottaa asia mistä ei. Esimerkiksi massa on aineen ominaisuus, samoin kuin sähkövaraus, tilavuus ja lämpötila. Nämä ominaisuudet ovat yleisiä jokaiselle aineelle.

Ominaisuudet puolestaan ​​ovat erityisiä ominaisuuksia, joilla yksi tyyppinen aine erotetaan toisesta. Tähän luokkaan kuuluvat tiheys, väri, kovuus, viskositeetti, johtavuus, sulamispiste, puristuskerroin ja monet muut.

Mistä asia on tehty?

Atomit ovat aineen rakennuspalikoita. Atomit puolestaan ​​koostuvat protoneista, elektronista ja neutroneista.

Sähkövaraus

Sähkövaraus on aineen muodostavien hiukkasten luontainen ominaisuus. Protoneilla on positiivinen varaus ja elektronilla negatiivinen varaus, neutroneilla puuttuu sähkövaraus.

Atomissa protoneja ja elektroneja löytyy yhtä suurina määrinä, joten atomi - ja aine yleensä - ovat yleensä neutraalissa tilassa.

Kuva edustaa atomia. Protonit ja neutronit ovat samassa määrässä ytimessä. Elektronit ovat eri kiertoratatasoilla ytimen ympärillä

Aineen alkuperä

Aineen alkuperä on maailmankaikkeuden muodostumisen alkuvaiheissa, vaiheessa, jossa kevyitä elementtejä, kuten helium, litium ja deuterium (vedyn isotooppi), alkoi muodostua.

NASA / WMAP Science Team / Taide: Dana Berry

Tämä vaihe tunnetaan nimellä Big Bang -nukleosynteesi, prosessi, jossa syntyy atomiytimiä niiden aineosista: protoneista ja neutroneista. Lyhyitä hetkiä ison iskun jälkeen universumi jäähtyi ja protonit ja neutronit liittyivät toisiinsa muodostamaan atomiytimiä.

Tähtien muodostuminen ja alkuaineiden alkuperä

Myöhemmin, kun tähdet muodostuivat, niiden ytimet syntetisoivat raskaimmat elementit ydinfuusioprosessien avulla. Näin syntyi tavallinen aine, josta muodostetaan kaikki maailmankaikkeuden tunnetut esineet, mukaan lukien elävät olennot.

Tiedemiehet uskovat kuitenkin nykyään, että maailmankaikkeus ei koostu kokonaan tavallisesta aineesta. Tämän asian olemassa oleva tiheys ei selitä monia kosmologisia havaintoja, kuten maailmankaikkeuden laajenemista ja tähtiä nopeudella galakseissa.

Tähdet liikkuvat nopeammin kuin tavallisen aineen tiheys ennustaa, minkä vuoksi vastuullisen näkymättömän aineen olemassaolo postuloidaan. Kyse on pimeästä aineesta.

Aineen kolmannen luokan olemassaolo oletetaan myös liittyvän siihen, joka tunnetaan nimellä pimeä energia. Muista, että aine ja energia ovat samanarvoisia sen mukaan, mitä Einstein huomautti.

Seuraavaksi kuvaamamme tarkoittaa yksinomaan tavallista ainetta, josta olemme tehneet, jolla on massa ja muut yleiset ominaispiirteet ja monia erittäin erityisiä aineen tyypistä riippuen.

Aineen ominaisuudet

- Yleiset ominaisuudet

Aineen yleiset ominaisuudet ovat yhteisiä kaikelle. Esimerkiksi puupalalla ja metallipalalla on massa, ne vievät tilavuuden ja ovat tietyssä lämpötilassa.

Massa, paino ja hitaus

Massa ja paino ovat termit, jotka sekoitetaan usein. Niiden välillä on kuitenkin perustava ero: ruumiin massa on sama - ellei se koettele menetystä -, mutta saman esineen paino voi muuttua. Tiedämme, että paino maapallolla ja kuulla ei ole sama, koska maan painovoima on suurempi.

Siksi massa on skalaarimäärä, kun taas paino on vektoria. Tämä tarkoittaa, että esineen painolla on suuruus, suunta ja merkitys, koska se on voima, jolla Maa - tai Kuu tai muu tähtitieteellinen esine - vetää esineen kohti keskustaansa. Tässä suunta ja aisti ovat "kohti keskustaa", kun taas suuruus vastaa numeerista osaa.

Massan ilmaisemiseen riittää numero ja yksikkö. He puhuvat esimerkiksi kilosta maissia tai tonnista terästä. Kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI) massayksikkö on kilogramma.

Toinen asia, jonka tiedämme varmasti jokapäiväisestä kokemuksesta, on, että erittäin massiivisten esineiden siirtäminen on vaikeampaa kuin kevyempien. Jälkimmäisten on helpompi muuttaa liikkeitä. Se on aineen ominaisuus, jota kutsutaan inertiksi, joka mitataan massan kautta.

tilavuus

Aine vie tietyn määrän tilaa, jota jokin muu asia ei vie. Siksi tämä on läpäisemätön, mikä tarkoittaa, että se tarjoaa vastustusta muille samassa paikassa oleville aineille.

Esimerkiksi sieniä kastettaessa neste sijoittuu sienen huokosiin viemättä samaa paikkaa kuin se. Sama pätee murtuneisiin, huokoisiin kiviin, jotka sisältävät öljyä.

Lämpötila

Atomit on järjestetty molekyyleiksi antamaan ainerakennetta, mutta saavutettuaan nämä hiukkaset eivät ole staattisessa tasapainossa. Päinvastoin, heillä on ominainen värähtelyliike, joka riippuu mm.

Tämä liike liittyy aineen sisäiseen energiaan, joka mitataan lämpötilan kautta.

- Ominaispiirteet

Niitä on paljon, ja heidän tutkimuksensa avulla kuvataan asiaan liittyviä erilaisia ​​vuorovaikutuksia. Yksi tärkeimmistä on tiheys: kilo rautaa ja toinen puu painavat yhtä, mutta raudan kilo vie vähemmän tilaa kuin puukilo.

Tiheys on sen käyttämän massan ja tilavuuden välinen suhde. Jokaisella materiaalilla on sille ominainen tiheys, vaikka se ei ole muuttumaton, koska lämpötila ja paine voivat tehdä tärkeitä muutoksia.

Toinen erittäin erityinen ominaisuus on joustavuus. Kaikilla materiaaleilla ei ole samaa käyttäytymistä venytettynä tai puristettuna. Jotkut ovat erittäin kestäviä, toiset ovat helposti muodonmuutos.

Tällä tavalla meillä on lukuisia aineen ominaisuuksia, jotka luonnehtivat sen käyttäytymistä lukemattomissa tilanteissa.

Aineiston tilat

Vesi nestemäisessä, kiinteässä ja kaasumaisessa tilassa.

Aine näyttää meille aggregoitumisen tiloissa riippuen koheesiovoimasta sitä muodostavien hiukkasten välillä. Tällä tavalla on neljä tilaa, jotka esiintyvät luonnossa:

-Solid

-Liquids

-gas

-Plasma

vankka

Kiinteä aineella on hyvin määritelty muoto, koska aineosat ovat hiukkasia. Sillä on myös hyvä joustava vaste, koska sen ollessa muodonmuutoksessa kiinteäaineaineella on taipumus palata alkuperäiseen tilaansa.

nesteet

Nesteet ovat niitä sisältävän säiliön muotoisia, mutta silti niillä on hyvin määritelty tilavuus, koska molekyylisidokset tarjoavat silti riittävän koheesion, vaikka ne ovat joustavampia kuin kiinteät aineet.

kaasut

Kaasumaisessa tilassa olevalle aineelle on tunnusomaista, että sen aineosat eivät ole tiukasti sitoutuneita. Itse asiassa niillä on suuri liikkuvuus, ja siksi kaasuilla ei ole muotoa ja ne laajenevat, kunnes ne täyttävät niitä sisältävän säiliön tilavuuden.

Kolme tunnetuinta ainetilaa. Josell7

plasma

Plasma on kaasumaisessa tilassa oleva aine ja myös ionisoitunut. Aikaisemmin mainittiin, että aine on yleensä neutraalissa tilassa, mutta plasman tapauksessa yksi tai useampi elektroni on eronnut atomista ja jättänyt sille nettovarauksen.

Vaikka plasma on ainetiloista vähiten tuttu, totuus on, että sitä on runsaasti maailmankaikkeudessa. Esimerkiksi plasmaa on maapallon ulkoilmassa, samoin kuin aurinko ja muut tähdet.

Laboratoriossa on mahdollista luoda plasma kuumentamalla kaasua, kunnes elektronit erottuvat atomista, tai pommittamalla kaasua suuren energian säteilyllä.

Esimerkkejä aineesta

Yleiset esineet

Mikä tahansa yhteinen esine on tehty aineesta, kuten:

• Kirja
• Tuoli
• Pöytä
• puutavara
• Lasi.

Alkuaine

Alkuaineessa löydämme elementit, jotka muodostavat jaksollisen elementtitaulun, jotka ovat aineen alkeellisin osa. Kaikki esineet, jotka muodostavat aineen, voidaan jakaa näihin pieniin elementteihin.

• Alumiini
• barium
• argon
• Boori
• kalsium
• gallium
• Intialainen.

Orgaaninen materiaali

Se on asia, jonka elävät organismit ovat luoneet ja joka perustuu hiilen kemiaan, kevyt elementti, joka voi helposti muodostaa kovalenttisia sidoksia. Orgaaniset yhdisteet ovat molekyylien pitkiä ketjuja, joilla on suuri monipuolisuus, ja elämä käyttää niitä toimintojensa suorittamiseen.

antimateria

Se on tyyppinen aine, jossa elektronit ovat positiivisesti varautuneita (positronit) ja protonit (antiprotonit) ovat negatiivisesti varautuneita. Neutronien, vaikka ne ovatkin vastuussa neutraaleista, myös antipartikkeleiden, nimeltään anti-neutronit, on tehty antiikkäristä.

Antimateriaalihiukkasilla on sama massa kuin ainehiukkasilla, ja niitä esiintyy luonnossa. Kosmtisissa säteissä, avaruudesta tulevassa säteilyssä, on havaittu positroneja vuodesta 1932. Ja kaikenlaisia ​​antihiukkasia on tuotettu laboratorioissa, ydinkiihdyttimien avulla.

Jopa luotiin keinotekoinen anti-atomi, joka muodostui antiprotonia kiertävästä positronista. Se ei kestänyt kauan, koska antimateria tuhoaa aineen läsnä ollessa tuottaen energiaa.

Pimeä aine

Aine, josta maa koostuu, löytyy myös muusta maailmankaikkeudesta. Tähtien ytimet toimivat kuin jättimäiset fissioreaktorit, joissa syntyy jatkuvasti vetyä ja heliumia raskaampia atomeja.

Kuitenkin, kuten olemme aiemmin sanoneet, maailmankaikkeuden käyttäytyminen viittaa paljon suurempaan tiheyteen kuin mitä havaitaan. Selitys voi olla tyypissä aine, jota ei ole nähty, mutta joka tuottaa havaittavissa olevia vaikutuksia, jotka kääntyvät painovoimiksi voimakkaammiksi kuin havaittavan aineen tiheys tuottaa.

Tumman aineen ja energian uskotaan muodostavan 90% maailmankaikkeudesta (entisen osuus 25% koko maailmankaikkeudesta). Siten vain 10% tavallista ainetta ja loput olisivat tummaa energiaa, joka jakautuisi tasaisesti koko maailmankaikkeuteen.

Viitteet

1. Kemia Libretexts. Aineen fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet. Palautettu osoitteesta: chem.libretexts.org.
2. Hewitt, Paul. 2012. Käsitteellinen fysikaalinen tiede. 5th. Toim. Pearson.
3. Kirkpatrick, L. 2010. Fysiikka: Käsitteellinen maailmankuva. 7th. Painos. Cengage.
4. Tillery, B. 2013. Integrate Science.6. Painos. MacGraw Hill.
5. Wikipedia. Asiasta. Palautettu osoitteesta: es.wikipedia.org.
6. Wilczec, F. Mass. Alkuperä. Palautettu osoitteesta: web.mit.edu.