hmota a energia

Vysvetľujeme, čo je hmota a energia, vlastnosti každého z nich a ako boli skúmané. Tiež vzťah medzi nimi dvoma.

Všetko okolo nás sa skladá z hmoty a má určité množstvo energie.

Čo je hmota a energia?

náš vesmír celé číslo sa skladá z záležitosť Y energiev mnohých podobách, prezentáciách a kapacitách. V skutočnosti dve základné disciplíny, pomocou ktorých sa snažíme pochopiť základné zákony, ktoré ju riadia, sú fyzické a chémia, zaoberajú sa vzťahmi medzi týmito dvoma prvkami: látka ktorý skladá veci a ich schopnosť prenášať teplo alebo urobte a prácu.

Z intuitívneho hľadiska chápeme hmotu ako to, čoho sa môžeme dotknúť, čo je konkrétne a zaberá miesto vo vesmíre. Na druhej strane sa energie nemožno dotknúť, ktorú vnímame len v jej rôznych prejavoch: teplo, svetlo, pohyb, atď. Veci okolo nás majú zároveň a omša vlastné a premenlivé množstvo energie, do značnej miery závislé od stavu, v ktorom sa nachádzajú.

Ide o dva základné pojmy, ktoré spolu úzko súvisia, medzi ktorými existujú určité ekvivalencie.Napríklad je možné premeniť hmotu na energiu, čo sa deje denne vo vnútri hviezdyprostredníctvom intenzívnych jadrových reakcií alebo v rámci našich vlastných organizmov, keď rozložíme jedlo ktoré z nich prijímame a extrahujeme chemická energia Aby sme zostali nažive

Hmota

Hmota je to, čo tvorí živé veci, predmety, vzduch a ďalšie.

Hmota je definovaná ako tá, ktorá sa rozprestiera v určitej oblasti časopriestoru, má určité množstvo energie a podlieha zmeny načas. Jeho názov pochádza z lat mater, „Matka“, keďže ide o podstatu matice vecí, teda toho, čo ich vzniká alebo skladá.

Vo všeobecnosti fyzika pripisuje hmote tri základné črty alebo vlastnosti:

  • Má špecifickú hmotnosť, ktorá je doložená v a hmotnosť, a objem a kvantifikovateľné rozmery.
  • Zaberá miesto v priestor, ktorý nemôže byť súčasne obsadený iným orgánom.
  • Zotrváva v počasieAj keď nie nevyhnutne rovnakým spôsobom: ľad je určite hmota a neprestáva ním byť, keď sa roztopí alebo keď sa voda, ktorá ho tvorí, vyparí. Títo zmeny vo vašom fyzickom stave (alebo agregácia stavu hmoty) závisí od množstva energie, ktorú máte.

Štúdium hmoty sa datuje do klasickej antiky a počas histórie zamestnávalo mnohých mysliteľov a filozofov. V skutočnosti to boli starí Gréci, ktorí ako prví sformulovali atomistickej teórie, teda tí, ktorí si mysleli, že hmota môže byť zložená z drobných a nedeliteľných častíc rôznych typov.

Tento nápad bol zachránený oveľa neskôr, v rozmachu racionalista sedemnásteho storočia, a bol základom v oblasti štúdia chémie, dedič v poradí alchýmia stredoveký.

Podľa súčasných modelov fyziky len asi 5 % oceniteľného vesmíru tvorí obyčajná hmota, zatiaľ čo tzv.temná hmota„Koho prevádzka je stále neznáma, zaberá 23 %. Predpokladá sa, že ide o nehmotnú formu hmoty, teda bez hmoty, ktorej prítomnosť možno vytušiť iba spôsobom, akým pôsobia. hviezdy a energiu okolo vás.

energie

Energiu možno vnímať len prostredníctvom jej prejavov.

Vo fyzike je energia definovaná ako schopnosť konať prácu, teda konať, vznikať alebo uvádzať do pohybu. Úplne všetky telá Majú určité množstvo energie súvisiacej napríklad s ich stavom pokoja, pohybu alebo vibrácií, ktoré sa však prejavuje veľmi odlišnými spôsobmi.

Dá sa teda hovoriť o mnohých druhoch energie: kalorická energia, chemická energia, Kinetická energia, elektrická energia, potenciálna energia, vnútorná energia atď.

Slovo energia pochádza z gréčtiny energický, "Aktivita", termín, ktorý sa prvýkrát objavil v spisoch Aristotela (384-322 pred Kristom) v štvrtom storočí pred Kristom. C. a prebraté modernými prírodovedcami a neskorým stredovekom.

V histórii dostal mnoho ďalších mien, ako napríklad „živá sila“ (vis viva), „Sila“ alebo dokonca „duch“, v závislosti od kontextu. Je to do značnej miery spôsobené skutočnosťou, že štúdium rôznych druhov energie malo svoj pôvod oddelene, pretože bolo objavovaných stále viac foriem energie prítomných vo vesmíre.

Energiu možno vo všeobecnosti vnímať v jej rôznych prejavoch, keďže abstraktne nie je niečo vnímateľné. Namiesto toho možno teplo, svetlo, pohyb alebo aktivitu vnímať voľným okom a ich účinky na hmotu možno bez problémov študovať. Energia by sa tak stala fyzikálnou veličinou, ktorú môžeme merať v jej rôznych podobách.

Musíme tiež zvážiť, že množstvo energie v systém má tendenciu byť konštantná, takže nemôže byť vytvorená ani zničená, iba transformovaná. V skutočnosti sa neustále premieňa: chemická energia uložená v potravinách sa premieňa na mechanickú energiu, keď sa pohybujeme, alebo na elektrickú energiu v našom nervový systém.

Rovnako tak sa elektrická energia zo zástrčky premení na svetelnú energiu, keď svietidlo zapneme, alebo na tepelnú energiu vďaka ohrievaču vody.

Hmota a energia

Vzťahy medzi hmotou a energiou boli predmetom skúmania fyzikov po stáročia. Vieme, že zmena energetických hladín hmoty ovplyvňuje jej tvar a stav agregácie, čo sme videli odkedy sme sa naučili taviť kovy.

Neskôr nám znalosti chémie dali oveľa lepšie pochopenie toho, ako transformovať hmotu: už nemeniť konfiguráciu jej častíc, ale prerušiť spojenia medzi časticami. atómov a získajte rôzne látky.

V skutočnosti najväčším úspechom ľudstva v tomto smere bolo objavenie atómová energia a jeho manipuláciu na mierové účely, teda pri výstavbe elektrární, v ktorých sa ťažké atómy zlučujú a vytvárajú veľké množstvo tepelnej energie.

Toto všetko bolo možné vďaka teóriám Alberta Einsteina (1879-1955) a ďalších významných fyzikov, a najmä ich vzorcu pre ekvivalenciu medzi hmotnosťou a energiou (E = mc2), známeho ako tzv. Teória relativity.

!-- GDPR -->