Vi förklarar vad materia och energi är, egenskaperna hos var och en och hur de studerades. Även förhållandet mellan de två.
Vad är materia och energi?
Vår universum heltal består av materia Y Energi, i dess många former, presentationer och kapaciteter. Faktum är att de två grundläggande discipliner med vilka vi försöker förstå de grundläggande lagarna som styr det, den fysisk och den kemi, ta itu med relationerna mellan dessa två element: den ämne som komponerar saker och deras förmåga att överföra värme eller gör en jobb.
Ur en intuitiv synvinkel förstår vi materia som den vi kan röra vid, som är konkret och upptar en plats i universum. Å andra sidan kan energin inte röras, vilket bara uppfattas i dess olika manifestationer: värme, ljus, rörelse, etc. Sakerna runt omkring oss har samtidigt en massa egen och en varierande mängd energi, beroende till stor del på i vilket tillstånd de befinner sig.
Dessa är två grundläggande begrepp, nära besläktade med varandra, mellan vilka det finns vissa motsvarigheter.Till exempel är det möjligt att omvandla massa till energi, något som händer dagligen inuti stjärnor, genom intensiva kärnreaktioner, eller inom vår egen organismer, när vi bryter ner mat som vi får i oss och utvinner ur dem kemisk energi För att hålla oss vid liv
Materia
Materia är det som utgör levande saker, föremål, luft och mer.Materia definieras som det som sträcker sig i ett visst område av rum-tid, som har en viss mängd energi och som är föremål för ändringar i tiden. Dess namn kommer från latin mater, "Mor", eftersom det handlar om substansen matris av saker, det vill säga av det som har sitt ursprung eller sammanställer dem.
I allmänhet tillskriver fysiken materia tre grundläggande egenskaper eller egenskaper:
- Den har en specifik massa, vilket framgår av en vikt, a volym och kvantifierbara dimensioner.
- Den upptar en plats i Plats, som inte kan upptas samtidigt av en annan instans.
- Dröjer sig kvar i väderFast inte nödvändigtvis på samma sätt: is är verkligen materia, och det slutar inte vara det när den smälter eller när vattnet som utgör den avdunstar. Dessa förändringar i ditt fysiska tillstånd (eller tillstånd för materiaaggregation) beror på hur mycket energi du har.
Studiet av materia går tillbaka till den klassiska antiken och sysselsatte många tänkare och filosofer genom historien. I själva verket var det de gamla grekerna som först formulerade atomistisk teori, det vill säga de som trodde att materia kunde vara sammansatt av små och odelbara partiklar av olika slag.
Denna idé räddades mycket senare, i högkonjunkturen rationalist av 1600-talet, och var grundläggande inom studieområdet kemi, arvtagare i sin tur till alkemi medeltida.
Enligt nuvarande fysikstudiemodeller består endast cirka 5% av det märkbara universum av vanlig materia, medan den så kallade "mörk materia– Vars verksamhet fortfarande är okänd, upptar 23 %. Den senare antas vara en icke-massform av materia, det vill säga utan massa, vars närvaro endast kan intuiteras av det sätt på vilket de påverkar stjärnor och energin omkring dig.
Energi
Inom fysiken definieras energi som förmågan att utföra arbete, det vill säga att agera, uppstå eller sätta i rörelse. Absolut alla kroppar De besitter en viss mängd energi, relaterad till till exempel deras vilotillstånd, rörelse eller vibration, men som yttrar sig på väldigt olika sätt.
Således är det möjligt att tala om många typer av energi: kalorienergi, kemisk energi, Rörelseenergi, elkraft, potentiell energi, intern energi, etc.
Ordet energi kommer från grekiskan energisk, "Aktivitet", en term som först dök upp i Aristoteles skrifter (384-322 f.Kr.) under det fjärde århundradet f.Kr. C. och återtagen av de moderna naturforskarna och senmedeltiden.
Den har fått många andra namn genom historien, som "levande kraft" (vis viva), "Makt" eller till och med "anda", beroende på sammanhanget. Detta beror till stor del på att studiet av de olika energislagen hade sitt ursprung separat, eftersom allt fler energiformer som fanns i universum upptäcktes.
Energi kan i allmänhet uppfattas i dess olika manifestationer, eftersom det i det abstrakta inte är något märkbart. Istället kan värme, ljus, rörelse eller aktivitet uppfattas med blotta ögat, och deras effekter på materia kan studeras utan svårighet. Därmed skulle energi bli en fysisk storhet, som vi kan mäta i dess olika utseende.
Vi måste också tänka på att mängden energi i systemet den tenderar att vara konstant, så att den inte kan skapas eller förstöras, bara transformeras. Faktum är att den är i kontinuerlig omvandling hela tiden: den kemiska energin som lagras i maten omvandlas till mekanisk energi när vi rör oss, eller till elektrisk energi i vår nervsystem.
Likaså omvandlas den elektriska energin från stickkontakten till ljusenergi när vi tänder lampan, eller till värmeenergi tack vare varmvattenberedaren.
Materia och energi
Relationerna mellan materia och energi har varit föremål för studier av fysiker i århundraden. Vi vet att en förändring i materiens energinivåer påverkar dess form och aggregationstillstånd, vilket vi har sett sedan vi lärde oss att smälta metaller.
Senare gav kunskapen om kemi oss en mycket större förståelse för hur man omvandlar materia: inte längre ändra konfigurationen av dess partiklar, utan bryta länkarna mellan partiklarna. atomer och få olika ämnen.
Faktum är att mänsklighetens största prestation i det avseendet har varit upptäckten av kärnenergi och dess manipulation för fredliga syften, det vill säga i konstruktionen av kraftverk där tunga atomer smälter samman för att generera stora mängder värmeenergi.
Allt detta var möjligt tack vare Albert Einsteins (1879-1955) och andra viktiga fysikers teorier, och särskilt deras formel för ekvivalensen mellan massa och energi (E = mc2), känd som Relativitetsteorin.