VĚC: PŮVOD, VLASTNOSTI, STAVY A PŘÍKLADY - VĚDA - 2025

Jde o to, co má hmotnost, zabírá místo ve vesmíru a je schopné gravitační interakce. Celý vesmír je tvořen hmotou a má svůj původ těsně po Velkém třesku.

Hmota je přítomna ve čtyřech stavech: pevná látka, kapalina, plyn a plazma. Ten má mnoho podobností s plynem, ale s jedinečnými vlastnostmi ho činí čtvrtou formou agregace.

Hmota se skládá z atomů. Atomy jsou tvořeny neutrony, protony a elektrony

Vlastnosti hmoty jsou rozděleny do dvou kategorií: obecné a charakteristické. Generálové umožňují odlišit hmotu od toho, co není. Například hmotnost je charakteristika hmoty, stejně jako elektrický náboj, objem a teplota. Tyto vlastnosti jsou společné pro jakoukoli látku.

Charakteristiky jsou zase konkrétní vlastnosti, podle nichž se jeden druh hmoty odlišuje od jiného. Tato kategorie zahrnuje hustotu, barvu, tvrdost, viskozitu, vodivost, bod tání, modul stlačitelnosti a mnoho dalších.

Z čeho je hmota vyrobena?

Atomy jsou stavební kameny hmoty. Atomy jsou zase tvořeny protony, elektrony a neutrony.

Elektrický náboj

Elektrický náboj je vlastní charakteristikou částic, které tvoří hmotu. Protony mají kladný náboj a elektrony záporně nabíjí, neutrony postrádají elektrický náboj.

V atomu se protony a elektrony nacházejí ve stejném množství, a proto atom - a hmota obecně - je obvykle v neutrálním stavu.

Ilustrace představující atom. Protony a neutrony jsou v jádru ve stejném počtu. Elektrony jsou na různých orbitálních úrovních kolem jádra

Původ hmoty

Původ hmoty je v počátečních okamžicích utváření vesmíru, ve stádiu, ve kterém se začaly tvořit světelné prvky jako helium, lithium a deuterium (izotop vodíku).

Vědecký tým NASA / WMAP od Dany Berry

Tato fáze je známá jako nukleosyntéza velkého třesku, proces vytváření atomových jader z jejich složek: protonů a neutronů. Krátké okamžiky po Velkém třesku se vesmír ochladil a protony a neutrony se spojily a vytvořily atomová jádra.

Vznik hvězd a původ prvků

Později, když se vytvořily hvězdy, jejich jádra syntetizovala nejtěžší prvky prostřednictvím procesů jaderné fúze. Takto vznikala obyčejná hmota, ze které vznikají všechny známé objekty ve vesmíru, včetně živých bytostí.

Vědci však dnes věří, že vesmír není tvořen výhradně obyčejnou hmotou. Existující hustota této záležitosti nevysvětluje mnoho kosmologických pozorování, jako je expanze vesmíru a rychlost hvězd v galaxiích.

Hvězdy se pohybují rychleji, než předpovídá hustota obyčejné hmoty, a proto se předpokládá existence neviditelné hmoty, která je za ni odpovědná. Jde o temnou hmotu.

Předpokládá se také existence třetí třídy hmoty spojené s tím, co je známé jako temná energie. Pamatujte, že hmota a energie jsou rovnocenné, podle toho, co Einstein zdůraznil.

To, co dále popíšeme, se vztahuje výhradně na běžnou záležitost, ze které jsme vyrobeni, která má podle typu hmoty masové a jiné obecné vlastnosti a mnoho velmi specifických.

Vlastnosti hmoty

- Obecné vlastnosti

Obecné vlastnosti hmoty jsou společné všem. Například kus dřeva a kus kovu mají hmotnost, zabírají objem a mají určitou teplotu.

Hmotnost, hmotnost a setrvačnost

Hmotnost a hmotnost jsou pojmy, které jsou často zaměněny. Mezi nimi je však zásadní rozdíl: hmotnost těla je stejná - pokud nezažije ztrátu - ale hmotnost stejného objektu se může změnit. Víme, že hmotnost na Zemi a na Měsíci není stejná, protože gravitace Země je větší.

Hmotnost je proto skalární množství, zatímco hmotnost je vektor. To znamená, že hmotnost objektu má velikost, směr a význam, protože je to síla, se kterou Země - nebo Měsíc nebo jiný astronomický objekt - přitahuje objekt směrem k jeho středu. Zde jsou směr a smysl „směrem ke středu“, zatímco velikost odpovídá numerické části.

K vyjádření hmotnosti stačí číslo a jednotka. Například mluví o kilogramu kukuřice nebo tuně oceli. V mezinárodním systému jednotek (SI) je jednotkou hmotnosti kilogram.

Další věcí, kterou víme jistě, z každodenních zkušeností je, že je obtížnější pohybovat velmi masivními objekty než lehčí. Pro druhé je snazší měnit pohyby. Je to vlastnost hmoty zvaná setrvačnost, která se měří hmotou.

Hlasitost

Hmota zabírá určité množství prostoru, který není obsazen jinou hmotou. To je proto neproniknutelné, což znamená, že nabízí odolnost vůči jiným látkám zabírajícím stejné místo.

Například při namáčení houby je kapalina umístěna v pórech houby, aniž by zaujímala stejné místo jako houba. Totéž platí pro zlomené, porézní horniny, které obsahují olej.

Teplota

Atomy jsou uspořádány do molekul, aby poskytly hmotnou strukturu, ale jakmile jsou dosaženy, tyto částice nejsou ve statické rovnováze. Naopak, mají charakteristický vibrační pohyb, který závisí mimo jiné na jejich dispozici.

Tento pohyb je spojen s vnitřní energií hmoty, která je měřena teplotou.

- Charakteristické vlastnosti

Je jich mnoho a jejich studie přispívá k charakterizaci různých interakcí, které je záležitost schopna navázat. Jednou z nejdůležitějších je hustota: kilogram železa a další ze dřeva váží to samé, ale kilogram železa zabírá menší objem než kilogram dřeva.

Hustota je poměr hmotnosti k objemu, který zabírá. Každý materiál má hustotu, která je pro něj charakteristická, i když není neměnná, protože teplota a tlak mohou provádět důležité modifikace.

Další velmi zvláštní vlastnost je elasticita. Ne všechny materiály mají stejné chování, když jsou nataženy nebo stlačeny. Některé jsou velmi odolné, jiné jsou snadno deformovatelné.

Tímto způsobem máme řadu vlastností hmoty, které charakterizují jeho chování v nesčetných situacích.

Stavy materiálu

Voda v kapalném, pevném a plynném stavu.

Hmota se nám jeví ve stavech agregace v závislosti na soudržné síle mezi částicemi, které ji tvoří. Tímto způsobem se přirozeně vyskytují čtyři stavy:

-Pevný

- Kapaliny

-Plyn

-Plazma

Pevný

Hmota v pevném stavu má velmi dobře definovaný tvar, protože částice, které jsou součástí, jsou vysoce soudržné. Má také dobrou elastickou odezvu, protože když je zdeformována, má hmota v pevné fázi tendenci se vrátit do svého původního stavu.

Kapaliny

Kapaliny mají tvar nádoby, která je obsahuje, ale i tak mají dobře definovaný objem, protože molekulární vazby, i když flexibilnější než v pevných látkách, stále poskytují dostatečnou soudržnost.

Plyny

Hmota v plynném stavu se vyznačuje tím, že její částice nejsou pevně vázány. Ve skutečnosti mají velkou mobilitu, a proto plyny nemají tvar a expandují, dokud nenaplní objem nádoby, která je obsahuje.

Tři nejznámější stavy hmoty. Josell7

Plazma

Plazma je látka v plynném stavu a také ionizovaná. Dříve bylo zmíněno, že obecně je hmota v neutrálním stavu, ale v případě plazmy se jeden nebo více elektronů od atomu oddělilo a nechalo je s čistým nábojem.

Přestože je plazma o stavu hmoty nejméně známá, pravdou je, že se ve vesmíru hemží. Například plazma existuje ve vnější atmosféře Země, stejně jako na Slunci a dalších hvězdách.

V laboratoři je možné vytvořit plazmu zahříváním plynu, dokud se elektrony neoddělí od atomů, nebo bombardováním plynu vysokoenergetickým zářením.

Příklady látek

Běžné objekty

Jakýkoli běžný objekt je vyroben z hmoty, jako například:

• Rezervovat
• Židle
• Stůl
• Dřevo
• Sklenka.

Elementární hmota

V elementární hmotě najdeme prvky, které tvoří periodickou tabulku prvků, které jsou nejzákladnější částí hmoty. Všechny předměty, které tvoří hmotu, lze rozdělit na tyto malé prvky.

• Hliník
• Baryum
• Argon
• Boron
• Vápník
• Gallium
• Indický.

Organický materiál

Je to záležitost vytvořená živými organismy a založená na chemii uhlíku, světelného prvku, který může snadno tvořit kovalentní vazby. Organické sloučeniny jsou dlouhé řetězce molekul s velkou všestranností a život je používá k plnění svých funkcí.

Antihmota

Je to druh hmoty, ve které jsou elektrony kladně nabity (pozitrony) a protony (antiprotony) záporně nabity. Neutrons, ačkoli neutrální na starosti, také mít jejich antičástice volal anti-neutron, vyrobený z antiquarks.

Částice antihmoty mají stejnou hmotnost jako částice hmoty a vyskytují se v přírodě. Pozitrony byly detekovány v kosmických paprscích, záření, které pochází z vesmíru, od roku 1932. A antičástice všeho druhu se vyráběly v laboratořích, pomocí jaderných urychlovačů.

Byl dokonce vytvořen umělý anti-atom, složený z pozitronu obíhajícího antiproton. Netrvalo dlouho, protože antihmota ničí přítomnost hmoty a produkuje energii.

Temná hmota

Věc, ze které je Země složena, se také nachází ve zbytku vesmíru. Jádra hvězd fungují jako gigantické štěpné reaktory, ve kterých se neustále vytvářejí atomy těžší než vodík a helium.

Jak jsme však již dříve řekli, chování vesmíru naznačuje mnohem vyšší hustotu, než je pozorováno. Vysvětlení může spočívat v typu hmoty, která není vidět, ale která vyvolává účinky, které lze pozorovat a které se promítají do gravitačních sil intenzivnější než hustota pozorovatelné hmoty.

Předpokládá se, že temná hmota a energie tvoří 90% vesmíru (první z nich přispívá 25% z celku). Pouze 10% obyčejné hmoty a zbytek by tedy byla temná energie, která by byla homogenně distribuována v celém vesmíru.

Reference

1. Chemie Libretexts. Fyzikální a chemické vlastnosti látky. Obnoveno z: chem.libretexts.org.
2. Hewitte, Paule. 2012. Konceptuální fyzikální věda. 5. Ed. Pearson.
3. Kirkpatrick, L. 2010. Fyzika: Koncepční pohled na svět. 7. Edice. Cengage.
4. Tillery, B. 2013. Integrujte Science.6th. Edice. MacGraw Hill.
5. Wikipedia. Hmota. Obnoveno z: es.wikipedia.org.
6. Wilczec, F. Původ mše, obnoveno z: web.mit.edu.