Thế giới vật chất xung quanh chúng ta được tạo thành từ vật chất. Với năm giác quan của mình, chúng ta có thể nhận biết hoặc cảm nhận nhiều loại vật chất khác nhau. Một số có thể dễ dàng nhìn thấy như một viên đá, có thể nhìn thấy và cầm trên tay, một số khác thì ít dễ nhận ra hơn hoặc không thể nhận biết bằng một trong các giác quan; ví dụ, không khí. Các vấn đề là bất cứ điều gì có khối lượng và trọng lượng, chiếm một vị trí trong không gian, gây ấn tượng cho các giác quan của chúng tôi và trải nghiệm hiện tượng quán tính (kháng cung cấp cho vị trí thay đổi).
Vấn đề là gì
Mục lục
Định nghĩa về vật chất, theo vật lý học, là tất cả mọi thứ tạo nên cái chiếm một vùng trong không-thời gian, hay, như nguồn gốc từ nguyên của nó mô tả, nó là chất tạo nên mọi vật. Nói cách khác, khái niệm vật chất thiết lập rằng nó là tất cả mọi thứ hiện diện trong Vũ trụ có khối lượng và thể tích, có thể đo lường, nhận thức, định lượng, quan sát, chiếm một vị trí không-thời gian và được điều chỉnh bởi các quy luật tự nhiên..
Ngoài ra, vật chất tồn tại trong các vật thể có năng lượng (khả năng của các cơ thể thực hiện công việc, chẳng hạn như di chuyển hoặc thay đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác), cho phép nó lan truyền trong không-thời gian (đó là một khái niệm của không gian và thời gian kết hợp: đối tượng nào chiếm một không gian nhất định tại một điểm cụ thể trên dòng thời gian). Điều quan trọng cần lưu ý là không phải tất cả các dạng vật chất có năng lượng đều có khối lượng.
Có vật chất trong mọi thứ, vì nó xuất hiện ở các trạng thái vật chất khác nhau; do đó, nó có thể tồn tại cả trong một cái búa và bên trong một quả bóng bay. Cũng có nhiều loại khác nhau; vì vậy một cơ thể sống là vật chất, cũng như một vật thể vô tri.
Định nghĩa về vật chất cũng chỉ ra rằng nó được cấu tạo bởi các nguyên tử, là một đơn vị nhỏ nhất của vật chất, được cho là nhỏ nhất, cho đến khi người ta phát hiện ra rằng, đến lượt nó, nó được tạo thành từ các hạt nhỏ hơn khác (electron, mang điện tích âm; proton, mang điện dương; và neutron, có điện tích trung hòa hoặc không có).
Có 118 loại trong số chúng, được đề cập trong Bảng tuần hoàn các nguyên tố, là những vấn đề của một loại nguyên tử, trong khi hợp chất là những chất được tạo thành từ hai hoặc nhiều nguyên tử, ví dụ, nước (hydro và oxy). Đổi lại, các phân tử là một phần của vật chất, và được định nghĩa là các nhóm nguyên tử có cấu hình đã được thiết lập, có liên kết hóa học hoặc điện từ.
Một vật thể hoặc bất cứ thứ gì trên thế giới có thể được tạo thành từ các loại vật chất khác nhau, chẳng hạn như một chiếc bánh hoặc một hạt muối, và các loại vật chất khác nhau có thể thu được nếu trạng thái vật chất của chúng thay đổi. Sự sửa đổi này có thể là vật lý hoặc hóa học. Biến đổi vật lý xảy ra khi bề ngoài của đối tượng bị thay đổi hoặc biến đổi, trong khi hóa học xảy ra khi có sự thay đổi thành phần nguyên tử của nó.
Đối tượng được xếp hạng theo mức độ phức tạp của nó. Đối với các sinh vật sống, từ đơn giản nhất đến phức tạp nhất, trong phân loại vật chất, chúng ta có:
- Hạ nguyên tử: Các hạt tạo nên nguyên tử: proton (+), neutron (không điện tích) và electron (-).
- Nguyên tử: Đơn vị vật chất tối thiểu.
- Phân tử: Các nhóm gồm hai hoặc nhiều nguyên tử, có thể cùng loại hoặc khác loại, và tạo thành một lớp vật chất khác nhau.
- Tế bào: Đơn vị tối thiểu của tất cả các cơ thể sống, được tạo thành từ các phân tử phức tạp.
- Mô: Nhóm tế bào có chức năng giống nhau.
- Các cơ quan: Thành phần của các mô trong một thành viên đáp ứng một số chức năng.
- Hệ thống hoặc bộ máy: Thành phần của các cơ quan và mô hoạt động cùng nhau cho một chức năng cụ thể.
- Sinh vật: Là tập hợp các cơ quan, hệ thống, tế bào của một sinh vật, cá thể. Trong trường hợp này, mặc dù nó là một phần của một nhóm gồm nhiều cá thể giống nhau, nhưng nó là duy nhất với DNA khác với tất cả những người khác cùng loài.
- Quần thể: Các sinh vật giống nhau được tập hợp thành nhóm và sống trong cùng một không gian.
- Loài: Là sự kết hợp của tất cả các quần thể sinh vật cùng loại.
- Hệ sinh thái: Sự kết nối của các loài khác nhau thông qua chuỗi thức ăn trong một môi trường cụ thể.
- Quần xã sinh vật: Các nhóm hệ sinh thái trong một vùng.
- Sinh quyển: Tập hợp tất cả các sinh vật sống và môi trường mà chúng có liên quan với nhau.
Đặc điểm của vật chất
Để định nghĩa vật chất là gì, điều quan trọng cần đề cập là nó có các đặc điểm. Các đặc tính của vật chất thay đổi tùy theo trạng thái vật chất mà chúng xảy ra, nghĩa là theo sự hình thành và cấu trúc tạo nên các nguyên tử và mức độ liên kết của chúng với nhau. Mỗi và tất cả chúng sẽ xác định cách một cơ thể, vật thể, chất hoặc khối lượng trông hoặc tương tác với nhau. Nhưng có những đặc điểm chung cho mọi thứ cấu thành từ vật chất, và chúng là những đặc điểm sau:
1. Chúng thể hiện các trạng thái tập hợp khác nhau của vật chất: rắn, lỏng, khí và plasma. Ngoài những trạng thái vật lý này của vật chất, có hai trạng thái ít được biết đến hơn, đó là siêu lỏng (không có độ nhớt và có thể chảy vô hạn mà không có lực cản trong một mạch kín) và siêu rắn (vật chất rắn và lỏng khi đồng thời), và người ta cho rằng heli có thể thể hiện mọi trạng thái của vật chất.
2. Chúng có khối lượng, là lượng vật chất trong một thể tích hoặc một khu vực nhất định.
3. Chúng thể hiện trọng lượng, đại diện cho mức độ mà trọng lực sẽ tạo áp lực lên vật thể đó; nghĩa là trái đất có lực hút bằng bao nhiêu.
4. Chúng hiển thị nhiệt độ, là lượng nhiệt năng có trong chúng. Giữa hai vật có cùng nhiệt độ, sẽ không có sự truyền giống nhau, do đó, nó sẽ giữ nguyên ở cả hai; Mặt khác, ở hai vật có nhiệt độ khác nhau, vật nóng hơn sẽ truyền nhiệt năng cho vật lạnh hơn.
5. Chúng có thể tích, đại diện cho lượng không gian mà chúng chiếm giữ ở một nơi nhất định và được cung cấp bởi chiều dài, khối lượng, độ xốp, trong số các thuộc tính khác.
6. Chúng có tính bất khả xâm phạm, có nghĩa là mỗi cơ thể có thể chiếm một không gian và chỉ một không gian tại một thời điểm, do đó, khi một vật cố gắng chiếm không gian của vật khác, một trong hai vật này sẽ bị dịch chuyển.
7. Chúng có khối lượng riêng, là tỷ số giữa khối lượng và thể tích của vật. Tỷ trọng từ cao nhất đến thấp nhất trong các trạng thái, bao gồm: chất rắn, chất lỏng và chất khí.
8. Có vật chất đồng nhất và không đồng nhất. Trong trường hợp đầu tiên, hầu như không thể xác định được những gì tạo nên nó, ngay cả khi có sự trợ giúp của kính hiển vi; trong khi ở phần thứ hai, bạn có thể dễ dàng quan sát các yếu tố có trong đó và phân biệt chúng.
9. Nó có khả năng nén, là khả năng giảm thể tích của nó nếu nó phải chịu áp suất bên ngoài, ví dụ, nhiệt độ.
Ngoài ra, còn có thể làm nổi bật những thay đổi trong trạng thái của vật chất, đó là những quá trình mà trạng thái tập hợp của một cơ thể thay đổi cấu trúc phân tử của nó để chuyển sang trạng thái khác. Chúng là một phần của các đặc tính chuyên sâu của vật chất, và đó là:
- Hợp nhất. Đó là quá trình vật chất ở trạng thái rắn được chuyển thành trạng thái lỏng thông qua ứng dụng của nhiệt năng.
- Sự đông đặc và đông đặc. Đó là khi một chất lỏng trở nên rắn thông qua quá trình làm lạnh nó, làm cho cấu trúc của nó trở nên bền hơn và bền hơn nhiều.
- Sự thăng hoa. Đó là quá trình trong đó, bằng cách thêm nhiệt năng, các nguyên tử của một số vật rắn sẽ chuyển động nhanh chóng để trở thành chất khí mà không cần chuyển qua trạng thái lỏng trước đó.
- Sự lắng đọng hoặc kết tinh. Bằng cách loại bỏ nhiệt từ một chất khí, nó có thể làm cho các phần tử tạo nên nó nhóm lại với nhau để tạo thành một số tinh thể rắn mà không cần phải trải qua trạng thái lỏng trước đó.
- Sự sôi, hóa hơi hoặc bay hơi. Đó là quá trình mà khi tác dụng nhiệt vào chất lỏng, nó sẽ chuyển thành khí khi các nguyên tử của nó tách ra.
- Sự ngưng tụ và hóa lỏng. Đó là quá trình ngược lại của sự bay hơi, trong đó khi tác động lạnh lên một chất khí, các hạt của nó sẽ chậm lại và tiến lại gần nhau hơn cho đến khi chúng tạo thành chất lỏng trở lại.
Các thuộc tính của vật chất là gì
Các thuộc tính của vật chất rất đa dạng, vì có một số lượng lớn các thành phần trong chúng, nhưng chúng sẽ thể hiện các tính chất vật lý, hóa học, hóa lý, chung và riêng. Không phải tất cả các loại vật chất đều sẽ thể hiện tất cả các tính chất này, ví dụ, một số áp dụng cho một số loại chất, vật thể hoặc khối lượng, đặc biệt là tùy thuộc vào trạng thái tập hợp của nó.
Trong số các thuộc tính chung chính của vật chất, chúng ta có:
Sự mở rộng
Đây là một phần của đặc tính vật lý của vật chất, vì nó đề cập đến phạm vi và số lượng vật chất mà nó chiếm giữ trong không gian. Nó có nghĩa là chúng là các thuộc tính mở rộng: khối lượng, chiều dài, động năng (nó phụ thuộc vào khối lượng của nó và được cung cấp bởi độ dịch chuyển của nó) và thế năng (được cho bởi vị trí của nó trong không gian), cùng những thứ khác.
Bột
Nó đề cập đến lượng vật chất mà một đối tượng hoặc cơ thể có, không phụ thuộc vào phần mở rộng hoặc vị trí của nó; Nói cách khác, lượng khối lượng có trong nó không liên quan đến việc nó chiếm bao nhiêu thể tích trong không gian, vì vậy một vật thể có độ giãn ra nhỏ có thể có khối lượng rất lớn và ngược lại. Ví dụ hoàn hảo là các lỗ đen, có khối lượng không thể xác định được so với phạm vi của chúng trong không gian.
Quán tính
Trong khái niệm vật chất, đây là đặc tính mà các vật thể có để duy trì trạng thái nghỉ ngơi hoặc tiếp tục chuyển động của chúng, trừ khi một lực bên ngoài nó làm thay đổi vị trí của chúng trong không gian.
Độ xốp
Giữa các nguyên tử tạo nên định nghĩa về vật chất trong một cơ thể có những khoảng trống, mà tùy thuộc vào vật chất này hay vật chất khác mà những khoảng không gian này sẽ lớn hơn hoặc nhỏ hơn. Điều này được gọi là độ xốp, có nghĩa là nó ngược lại với độ nén chặt.
Chia hết
Đó là khả năng các cơ thể phân mảnh thành nhiều mảnh nhỏ hơn, thậm chí ở kích thước phân tử và nguyên tử, đến mức tan rã. Sự phân chia này có thể là sản phẩm của sự biến đổi cơ học và vật lý, nhưng nó sẽ không biến đổi thành phần hóa học của nó, và nó sẽ không thay đổi bản chất của vật chất là gì.
Độ co giãn
Điều này đề cập đến một trong những tính chất chính của vật chất, và trong trường hợp này là khả năng của vật thể trở lại thể tích ban đầu sau khi nó bị một lực nén làm biến dạng. Tuy nhiên, có một giới hạn đối với tính chất này và có những vật liệu dễ bị co giãn hơn những vật liệu khác.
Ngoài những điều đã đề cập ở trên, điều quan trọng là phải làm nổi bật các tính chất vật lý khác của vật chất và các tính chất hóa học của vật chất tồn tại và rất nhiều. Giữa họ:
1. Tính chất vật lý:
a) Chuyên sâu hoặc nội tại (thuộc tính cụ thể)
- Ngoại hình: Cơ thể chủ yếu ở trạng thái nào và trông như thế nào.
- Màu sắc: Nó cũng liên quan đến ngoại hình, nhưng có những chất có màu sắc khác nhau.
- Mùi: Nó phụ thuộc vào thành phần của nó và được cảm nhận bằng khứu giác.
- Hương vị: Chất được cảm nhận như thế nào về mùi vị.
- Điểm nóng chảy, sôi, đông đặc và thăng hoa: Là điểm mà vật chất chuyển từ thể rắn sang thể lỏng; chất lỏng thành bọt; lỏng sang rắn; và từ thể rắn sang thể khí; tương ứng.
- Độ hòa tan: Chúng hòa tan khi trộn với chất lỏng hoặc dung môi.
- Độ cứng: Quy mô trong đó một vật liệu sẽ cho phép bị trầy xước, cắt và cắt ngang bởi vật liệu khác.
- Độ nhớt: Lực cản của chất lỏng chảy.
- Sức căng bề mặt: Là khả năng của chất lỏng chống lại sự gia tăng bề mặt của nó.
- Dẫn điện và nhiệt: Khả năng của một loại vật liệu để tiến hành điện và nhiệt.
- Tính dễ uốn: Thuộc tính cho phép chúng biến dạng mà không bị vỡ.
- Độ dẻo: Khả năng biến dạng và tạo thành các sợi của vật liệu.
- Sự phân huỷ do nhiệt: Khi tác dụng nhiệt, chất bị biến đổi hoá học.
b) Mở rộng hoặc bên ngoài (thuộc tính chung)
- Khối lượng: Lượng vật chất trong cơ thể.
- Thể tích: Không gian mà cơ thể chiếm.
- Trọng lượng: Lực đẩy mà trọng lực tác dụng lên vật.
- Áp lực: Khả năng đẩy "ra ngoài" những gì xung quanh họ.
- Quán tính: Khả năng bất động trừ khi có ngoại lực di chuyển nó.
- Chiều dài: Phạm vi của một đối tượng một chiều trong không gian.
- Động năng và thế năng: Do chuyển động và vị trí của nó trong không gian.
2. Tính chất hóa học:
- Độ pH: Mức độ axit hoặc kiềm của các chất.
- Đốt cháy: Khả năng cháy với oxy, trong đó nó giải phóng nhiệt và carbon dioxide.
- Năng lượng ion hóa: Năng lượng nhận được để một electron thoát ra khỏi nguyên tử của nó.
- Tính oxy hóa: Khả năng tạo thành các nguyên tố phức tạp thông qua sự mất hoặc đạt được của các electron.
- Ăn mòn: Là khả năng một chất làm hỏng hoặc làm hỏng cấu trúc của vật liệu.
- Độc tính: Mức độ mà một chất có thể gây hại cho cơ thể sống.
- Khả năng phản ứng: Có khuynh hướng kết hợp với các chất khác.
- Tính dễ cháy: Có khả năng phát nổ nhiệt do nhiệt độ bên ngoài cao.
- Tính ổn định hóa học: Khả năng phản ứng của một chất với oxy hoặc nước.
Các trạng thái tập hợp của vật chất
Vật chất có thể xuất hiện ở các trạng thái vật chất khác nhau. Điều này có nghĩa là tính nhất quán của nó, trong số các đặc điểm khác, sẽ khác nhau tùy theo cấu trúc của các nguyên tử và phân tử, đó là lý do tại sao nó nói lên các thuộc tính cụ thể của vật chất. Trong số các trạng thái chính có thể đạt được là:
Chất rắn
Các vật rắn có đặc điểm là có các nguyên tử của chúng rất gần nhau, điều này tạo cho chúng độ cứng và chúng không bị vật rắn khác cắt ngang hoặc cắt ngang. Ngoài ra, chúng có tính dễ uốn, cho phép chúng biến dạng dưới áp lực mà không nhất thiết phải phân mảnh.
Thành phần của chúng cũng cho phép chúng có độ dẻo, đó là khả năng hình thành các sợi của cùng một vật liệu khi các lực trái ngược hướng tới vật thể, cho phép vật đó kéo dài ra; và điểm nóng chảy, do đó, ở một nhiệt độ nhất định, nó có thể chuyển trạng thái từ rắn sang lỏng.
Chất lỏng
Các nguyên tử tạo nên chất lỏng liên kết với nhau nhưng chịu lực kém hơn chất rắn; Chúng cũng dao động nhanh chóng, điều này cho phép chúng chảy và độ nhớt hoặc khả năng chống chuyển động của chúng sẽ phụ thuộc vào loại chất lỏng đó là chất lỏng nào (nhớt càng nhiều, chất lỏng càng ít). Hình dạng của nó sẽ được xác định bởi thùng chứa nó.
Giống như chất rắn, chúng có một điểm sôi, tại đó chúng sẽ không còn ở thể lỏng và trở thành thể khí; và chúng cũng có một điểm đóng băng, tại đó chúng sẽ không còn ở thể lỏng để trở thành rắn.
Khí
Các nguyên tử hiện diện trong chất khí dễ bay hơi, phân tán, và lực hấp dẫn ảnh hưởng đến chúng ở mức độ thấp hơn so với các trạng thái trước đó của vật chất. Giống như chất lỏng, nó không có hình dạng, nó sẽ mang hình dạng của vật chứa hoặc môi trường ở đó.
Trạng thái vật chất này, giống như chất lỏng, có khả năng nén và ở một mức độ lớn hơn; nó cũng có áp lực, mang lại cho họ chất lượng thúc đẩy những gì xung quanh họ. Nó cũng có khả năng biến thành chất lỏng dưới áp suất cao (hóa lỏng) và loại bỏ nhiệt năng, nó có thể trở thành chất khí lỏng.
Plasmatic
Trạng thái vật chất này là một trong những trạng thái ít phổ biến nhất. Nguyên tử của chúng hoạt động tương tự như các nguyên tố thể khí, với sự khác biệt là chúng mang điện, mặc dù không có điện từ, điều này làm cho chúng dẫn điện tốt. Vì nó có những đặc điểm riêng biệt không liên quan đến ba trạng thái còn lại nên nó được coi là trạng thái tập hợp thứ tư của vật chất.
Luật Bảo tồn Vật chất là gì?
Định luật Bảo tồn Vật chất hay Lomonosov-Lavoisier quy định rằng không một loại vật chất nào có thể bị phá hủy mà biến đổi thành một loại vật chất khác với những đặc điểm bên ngoài khác hoặc thậm chí ở mức độ phân tử, nhưng khối lượng của nó vẫn còn. Tức là, khi trải qua một số quá trình vật lý hoặc hóa học, nó vẫn giữ nguyên khối lượng và trọng lượng, cũng như tỷ lệ không gian của nó (thể tích mà nó chiếm giữ).
Khám phá này do các nhà khoa học Nga Mikhail Lomonosov (1711-1765) và Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794) thực hiện. Người đầu tiên quan sát thấy nó lần đầu tiên khi các tấm chì không bị mất trọng lượng sau khi được nấu chảy trong một hộp kín; tuy nhiên, phát hiện này không được coi trọng vào thời điểm đó.
Nhiều năm sau, Lavoisier đã thử nghiệm với một bình kín, nơi ông đun sôi nước trong 101 ngày và hơi nước không thoát ra ngoài mà quay trở lại nó. Ông so sánh trọng lượng trước và sau thí nghiệm và kết luận rằng vật chất không được tạo ra cũng không bị phá hủy mà là biến đổi.
Định luật này có ngoại lệ, và nó sẽ áp dụng trong trường hợp phản ứng thuộc loại hạt nhân, vì trong chúng khối lượng có thể được chuyển đổi thành năng lượng và theo hướng ngược lại, vì vậy có thể nói rằng chúng có thể bị "phá hủy" hoặc "được tạo ra. ”Cho một mục đích cụ thể, nhưng trong thực tế nó đang được chuyển hóa, ngay cả khi nó thành năng lượng.
Ví dụ về vật chất
Trong số các ví dụ chính về vật chất, có thể làm nổi bật những điều sau đây bằng trạng thái tổng hợp:
- Trạng thái rắn: Đá, gỗ, đĩa, thanh thép, sách, khối, cốc nhựa, táo, chai, điện thoại.
- Trạng thái lỏng: Nước, dầu, dung nham, dầu, máu, biển, mưa, nhựa cây, dịch vị.
Khí
- Trạng thái khí: Ôxy, khí tự nhiên, mêtan, butan, hydro, nitơ, khí nhà kính, khói, hơi nước, carbon monoxide.
- Trạng thái Plasmatic: Lửa, ánh sáng phương Bắc, Mặt trời và các ngôi sao khác, gió mặt trời, tầng điện ly, phóng điện trong quá trình sử dụng hoặc công nghiệp, vật chất giữa các hành tinh, các ngôi sao và thiên hà, bão điện, đèn neon trong Dạng plasma từ đèn nê-ông, màn hình plasma từ TV hoặc các hình thức khác.
