Materie och energi

Materie och energi är en del av universum: materia ger struktur medan energi ger dig förmågan att förändras. När universum uppstod var allt koncentrerad energi. När den expanderade och svalnade bildades materia från energi.

Ett enkelt sätt att förstå vad som är materia och vad som är energi är följande:

• en frukt och ett bord är materia;
• fruktens förmåga att falla från bordet och slå ett djur är energi; fruktens förmåga att tjäna som mat är energi.
• Kapaciteten som ett bord (när det bränns) värmer ett rum är energi; bordets förmåga att bryta ett fönster är energi.

Vad är materia?

Materie är allt som består av subatomära partiklar och upptar ett utrymme, även om det är extremt litet: en elektron, en proton, en neutron och allt som kan byggas av dessa är materia. Till exempel består ett bord av molekyler som utgör trä, järnspikar och andra element som är materia..

Uttrycket "materia" kommer från latin mater vilket betyder "mamma". Detta betyder att materien är "moder" för allt omkring oss. Till exempel är luft, även om vi inte kan se den, materia eftersom den består av molekyler av kväve, syre och andra gaser. Telefonen, datorn, maten, djuren, byggnaderna är alla exempel på materia..

De materia kan absorbera energi. Ett tydligt exempel på detta är vad som händer när vi lägger mat i mikrovågsugnen:

• vattnet i maten absorberar mikrovågsvågornas energi;
• energin i vattnet överförs till resten av matmolekylerna.

Den energiöverföringen är det som får temperaturen att stiga. lagar mat.

Lag för bevarande av materia

Lagen om bevarande av materien fastställer att materien varken skapas eller förstörs utan transformeras. Till exempel, när en träbit helt bränns i ett slutet system och aska, koldioxid och andra föreningar i röken vägs, kommer summan av massorna att vara ungefär lika med massan av den ursprungliga träbiten..

Vilka är egenskaperna hos materien?

• Den har massa: det är mängden materia, till exempel har en elektron en massa av 9 x 10^-31 kg, en liter vatten har en massa på 1 kg, solen har en massa på 1,9 x 10³⁰ kg.
• Den har fysiska egenskaper: inom vilka bland annat kan nämnas densitet, elektrisk ledningsförmåga, smält- eller kokpunkt, flyktighet och hårdhet..
• Den har kemiska egenskaper: materia kan transformeras genom kemiska reaktioner, såsom förbränning, oxidation, sönderdelning.

Vad är materiens tillstånd??

Materien finns i olika former eller tillstånd:

• Fast: atomer och molekyler är så packade att deras rörelse är begränsad.
• Flytande: atomer och molekyler i en vätska, även om de är grupperade tillsammans, kan röra sig fritt.
• Gas: atomer och molekyler är separerade från varandra och har inga rörelsebegränsningar.
• Plasma: gasernas atomer är joniserade. Detta är materiens tillstånd för mycket av universum; Vi får det i stjärnorna, i blixtarna och i aurororna.
• Bose-Einstein kondensat: när en uppsättning atomer har absolut noll (-273 ºC) är de så packade och orörliga att de ser ut som en enda atom.
• Flytande kristaller: det är materiets mellanliggande tillstånd mellan fast och flytande utan att tillhöra något av de två. Vi hittar det på platt-tv, datorskärmar och klockor.

Du kan också vara intresserad av att se skillnaden mellan materiens tillstånd och materiens egenskaper.

Vad är energi?

Den vetenskapliga definitionen av energi är förmåga att producera ett jobb. I den meningen förstås arbete som varje process där en kropp förskjuts eller deformeras. Till exempel är förmågan hos en sten på toppen av ett berg att falla och slå ner träd i sitt fall, vilket skulle vara arbete, dess energi.

Lag om energibesparing

Lagen om energibesparing eller principen om energibesparing säger att energiinnehållet i ett system förblir konstant. Det vill säga att energi varken skapas eller förstörs.

Till exempel har en viss mängd bensin en X-mängd kemisk energi associerad med sig. När vi startar fordonet förstörs inte bensinens energi utan omvandlas till kinetisk energi för att flytta fordonet och termisk energi. Summan av kinetisk energi plus fordonets termiska energi är lika med mängden kemisk energi i bensinen, den kan inte vara varken mer eller mindre.

Vilka är egenskaperna hos energin?

• Mängden energi en kropp har är begränsad: frukten på bordet har en energi begränsad av dess massa och avståndet från bordet till golvet.
• Energi omvandlas till dess olika former: bensins kemiska energi omvandlas till kinetisk energi när en kolv rör sig i bilen.
• Det finns olika energikällor, såsom solen, vinden och oljan.
• Den kan lagras: kemisk energi lagras i elektriska batterier, i vattenkraftsdammar lagras den gravitationspotentiella energin.

Former av energi

Energi kan presenteras i olika former:

• Potentiell energi: det är den energi som är associerad med en kropp i förhållande till en annan referenskropp, till exempel gravitationspotentialenergi är en kropps energi med avseende på dess position på jorden, ju högre den är, desto mer potentiell energi har den.
• Rörelseenergi: det är energin som är förknippad med kroppsrörelser, till exempel när vattnet i en flod gör att klipporna rör sig har den kinetisk energi.
• Mekanisk energi: när en vagn är högst upp på en berg-och dalbana har den potentiell energi, som omvandlas till kinetisk energi när vagnen går ner och får en viss hastighet. I detta fall har vagnen en mekanisk energi, som är lika med summan av kinetisk energi och potentiell energi..
• Strålningsenergi: Solljus når jorden som strålningsenergi.
• Värmeenergi: när vi värmer oss med en varmvattenflaska använder vi termisk energi.
• Kärnenergi: när en atoms kärna går sönder eller smälter, släpper den ut kärnenergi.
• Kemisk energi: när glukos i celler omvandlas till koldioxid frigörs den energi som finns mellan molekylens atomer som kemisk energi.
• Elkraft: när partiklarna med en positiv eller negativ laddning rör sig är vi i närvaro av el eller elektrisk energi.

Du kanske är intresserad av att känna till de olika typerna av energi.

Vad är förhållandet mellan materia och energi?

I början av 1900-talet visade den teoretiska fysikern Albert Einstein (1879-1955) att materia omvandlas till energi och att energi kan omvandlas till materia. Denna likvärdighet är känd som "relativitetsteorin" och det uttrycks i den berömda ekvationen:

E = m.c^två,

var OCH representerar energi, m representerar massa och c är ljusets hastighet.

Det mest kända exemplet på omvandling av materia till energi det är fusionsreaktionen av vätekärnor i stjärnor. Det är denna energi i solen som upprätthåller livet på jorden..

Låt oss komma ihåg att i universums ursprung fanns bara energi som senare förvandlades till materia. Experimentellt, energi förvandlas till materia när en foton (en högenergipartikel) passerar genom en atomkärna och producerar en partikel av materia (elektron) och en partikel av antimateria (positron).

Du kanske är intresserad av att veta om:

• Fysikaliska och kemiska egenskaper hos materia.
• Kinetisk och potentiell energi.

Referenser

Karam, P.A., Stein, B.P. (2011). Vetenskaplig grund: materia och energi. Chelsea House. New York.