Elmagyarázzuk, mi az anyag és az energia, mindegyik jellemzői, és hogyan tanulmányozták őket. Illetve a kettő kapcsolatát.
Mi az anyag és az energia?
A miénk világegyetem egész szám áll ügy Y Energia, sokféle formában, prezentációban és kapacitásban. Valójában az a két alaptudomány, amellyel megpróbáljuk megérteni az azt irányító alapvető törvényeket, a fizikai és a kémia, foglalkozik e két elem kapcsolataival: az anyag amely összeállítja a dolgokat és azok átviteli képességét hőség vagy készíts a munka.
Intuitív szempontból az anyagot úgy értjük, mint amit megérinthetünk, ami konkrét és helyet foglal el az univerzumban. Másrészt az energia nem érinthető, ami csak különböző megnyilvánulásaiban érzékelhető: hő, fény, mozgalomstb. A körülöttünk lévő dolgoknak ugyanakkor a tömeg saját és változó mennyiségű energiát, nagyban attól függően, hogy milyen állapotban vannak.
Ez két, egymással szorosan összefüggő alapfogalom, amelyek között bizonyos egyenértékűségek vannak.Például lehetséges a tömeget energiává alakítani, ami naponta történik a test belsejében csillagok, intenzív nukleáris reakciókon keresztül, vagy a sajátunkon belül organizmusok, amikor lebontjuk a étel hogy lenyeljük és kivonjuk belőlük kémiai energia Hogy életben maradjunk
Ügy
Az anyag alkotja az élőlényeket, tárgyakat, levegőt és egyebeket.Az anyag úgy definiálható, mint ami a téridő egy bizonyos tartományában kiterjed, bizonyos mennyiségű energiával rendelkezik és alá van vetve változtatások időben. Neve a latinból származik mater, "Anya", mivel az anyagról van szó mátrix a dolgokról, vagyis arról, hogy mi okozza vagy alkotja őket.
Általában a fizika három alapvető jellemzőt vagy tulajdonságot tulajdonít az anyagnak:
- Fajlagos tömege van, amit a súly, a hangerő és számszerűsíthető méretek.
- Helyet foglal el a tér, amelyet egyidejűleg más szerv nem foglalhat el.
- Elidőzik a időjárásBár nem feltétlenül ugyanígy: a jég minden bizonnyal anyag, és nem szűnik meg az, amikor elolvad, vagy amikor az azt alkotó víz elpárolog. Ezek változások a fizikai állapotában (vagy az anyag halmazállapota) függ az energia mennyiségétől.
Az anyag tanulmányozása a klasszikus ókorig nyúlik vissza, és a történelem során sok gondolkodót és filozófust foglalkoztatott. Valójában az ókori görögök fogalmazták meg először a atomisztikus elmélet, vagyis azok, akik úgy gondolták, hogy az anyag különböző típusú apró és oszthatatlan részecskékből állhat.
Ezt az ötletet jóval később, a fellendülés idején megmentették racionalista századi, és alapvető volt a kémia tanulmányozásának területén, örököse viszont a aranycsinálás középkori.
A jelenlegi fizikai tanulmányi modellek szerint az értékelhető univerzumnak csak mintegy 5%-a áll közönséges anyagból, míg az ún.sötét anyag„Akinek a működése még ismeretlen, 23%-ot foglal el. Ez utóbbi feltételezhetően az anyag nem tömeges formája, vagyis tömegtől mentes, amelynek jelenléte csak a hatásuk módjából sejthető. csillagok és a körülötted lévő energia.
Energia
A fizikában az energiát munkavégzésre, azaz cselekvésre, keletkezésre vagy mozgásra való képességként definiálják. Abszolút minden testek Rendelkeznek bizonyos mennyiségű energiával, amely például nyugalmi állapotukhoz, mozgásukhoz vagy rezgésükhöz kapcsolódik, de nagyon eltérő módon nyilvánul meg.
Így sokféle energiáról beszélhetünk: kalória energia, kémiai energia, Kinetikus energia, elektromos energia, helyzeti energia, belső energia stb.
Az energia szó a görögből származik energikus, "Tevékenység", ez a kifejezés először Arisztotelész (Kr. e. 384-322) írásaiban jelent meg a Krisztus előtti negyedik században. C., és a modern természettudósok és a késő középkor újra átvették.
A történelem során számos más nevet is kapott, például "élő erő" (vis viva), „hatalom” vagy akár „szellem”, a kontextustól függően. Ez nagyrészt annak köszönhető, hogy a különböző energiafajták tanulmányozása külön-külön eredeztethető, mivel egyre több, az univerzumban jelenlévő energiaformát fedeztek fel.
Az energia általában különféle megnyilvánulásaiban érzékelhető, mivel elvont értelemben nem valami érzékelhető. Ehelyett szabad szemmel érzékelhető a hő, a fény, a mozgás vagy az aktivitás, és ezek anyagra gyakorolt hatásait nehézség nélkül tanulmányozhatjuk. Így az energia fizikai mennyiséggé válna, amelyet különböző megjelenési formáiban mérhetünk.
Azt is figyelembe kell vennünk, hogy az energia mennyisége a rendszer állandóra szokott lenni, így nem lehet létrehozni vagy elpusztítani, csak átalakulni. Valójában folyamatosan átalakulóban van: az élelmiszerben tárolt kémiai energia mozgásunk során mechanikai energiává alakul, vagy elektromos energiává alakul idegrendszer.
Ugyanígy a csatlakozóból származó elektromos energia fényenergiává alakul, amikor felkapcsoljuk a lámpát, vagy hőenergiává a vízmelegítőnek köszönhetően.
Anyag és energia
Az anyag és az energia kapcsolata évszázadok óta a fizikusok tanulmányozásának tárgya. Tudjuk, hogy az anyag energiaszintjének változása hatással van az anyag alakjára és aggregációs állapotára, amit azóta látunk, hogy megtanultuk a fémek olvasztását.
Később a kémia ismerete sokkal jobban megértette, hogyan alakítsuk át az anyagot: többé ne változtassuk meg a részecskék konfigurációját, hanem szakítsuk meg a részecskék közötti kapcsolatokat. atomok és különböző anyagokat kapjanak.
Valójában az emberiség legnagyobb eredménye e tekintetben az volt, hogy felfedezte a atomenergia és annak békés célú manipulálása, vagyis olyan erőművek építése során, amelyekben nehéz atomok egyesülve nagy mennyiségű hőenergiát állítanak elő.
Mindez Albert Einstein (1879-1955) és más fontos fizikusok elméleteinek, és különösen a tömeg és az energia egyenértékűségére vonatkozó képletének (E = mc2) köszönhetően volt lehetséges. Relativitás-elmélet.