Mateeria ja energia erinevus

Mateeria ja energia on osa universumist: mateeria annab struktuuri samal ajal kui energia annab sulle võime muutuda. Kui Universum tekkis, oli kõik kontsentreeritud energia. Aine laienedes ja jahtudes tekkis energiast aine.

Lihtne viis mõista, mis on aine ja mis on energia, on järgmine:

• puu ja laud on mateeria;
• puuvilja võime laualt kukkuda ja looma tabada on energia; puuviljade võime toiduna toimida on energia.
• Võimsus, mida laud (põletades) ruumi soojendab, on energia; laua võime akent lõhkuda on energia.

Mateeria	Energia
Definitsioon	See, mis toimib looduse konstruktsioonina.	Töö tegemise oskus.
Komponendid	Aatomid, molekulid, subatoomilised osakesed	Ei oma
Tüübid või vormid	Tahkes olekus Vedel olek Gaasiline olek Plasma	Kineetiline energia Potentsiaalne energia
Mõõtühik	Massimõõtmised: grammid, kilogrammid, mikrogrammid. Mahu mõõtmised: liitrit, kuupmeetrit, milliliitrit.	Joule Kalorite arv Elektrivolt
Näited	Vesi, õhk, liiv, kivid, planeedid, arvuti, paber, taimed, loomad.	Valgus, kuumus, magnetism, mikrolaineained, elekter.

Mis viga on?

Mateeria on kõik, mis koosneb subatoomsetest osakestest ja hõivab ruumi, isegi kui see on äärmiselt pisike: elektron, prooton, neutron ja kõik, mida neist saab ehitada, on asja. Näiteks koosneb tabel molekulidest, mis moodustavad puidu, raudnaelad ja muud elemendid, mis on aine.

Mõiste "aine" tuleneb ladina keelest mater mis tähendab "ema". See tähendab, et mateeria on kõige ümbritseva "ema". Näiteks õhk, ehkki me seda ei näe, on aine, sest see koosneb lämmastiku, hapniku ja muude gaaside molekulidest. Telefon, arvuti, toit, loomad, hooned on kõik aine näited.

The aine võib energiat neelata. Selle selge näide on see, mis juhtub, kui paneme toidu mikrolaineahju:

• toidu sees olev vesi neelab mikrolainete energiat;
• vees olev energia kandub ülejäänud toidumolekulidele.

See energiaülekanne põhjustab temperatuuri tõusu. toidu valmistamine.

Aine säilimise seadus

Mateeria säilitamise seadus kehtestab, et ainet ei looda ega hävitata, vaid see muudetakse. Näiteks kui puidutükk suletud süsteemis täielikult põletatakse ja tuhk kaalutakse, siis süsinikdioksiid süsiniku ja muude suitsus sisalduvate ühendite masside summa on ligikaudu võrdne puidutüki massiga originaal.

Millised on aine omadused?

• Sellel on mass: see on aine kogus, näiteks elektroni mass on 9 x 10^-31 kg, liitri vee mass on 1 kg, Päikese mass on 1,9 x10³⁰ kg.
• Sellel on füüsikalised omadused: mille hulgas võib muu hulgas nimetada tihedust, elektrijuhtivust, sulamis- või keemistemperatuuri, lenduvust ja kõvadust.
• Sellel on keemilised omadused: ainet saab muuta keemiliste reaktsioonide kaudu, näiteks põlemine, oksüdeerumine, lagunemine.

Millised on aine olekud?

Aine on erinevates vormides või olekutes:

• Tahke: aatomid ja molekulid on nii pakitud, et nende liikumine on piiratud.
• Vedelik: vedeliku aatomid ja molekulid võivad rühmitatult vabalt liikuda.
• Gaas: aatomid ja molekulid on üksteisest eraldatud ja neil pole liikumispiiranguid.
• Plasma: gaaside aatomid on ioniseeritud. See on suure Universumi aine olek; saame selle tähtedes, välkudes ja aurorates.
• Bose-Einsteini kondensaat: kui aatomite hulk on absoluutsel nullil (-273 ° C), on need nii pakitud ja liikumatud, et näevad välja nagu üks aatom.
• Vedelad kristallid: see on aine vahepealne olek tahke ja vedeliku vahel, kuulumata kummaski neist kahest. Leiame selle lameekraaniga teleritest, arvutiekraanidelt ja kelladelt.

Samuti võite olla huvitatud erinevuste nägemisest aine olekud ja aine omadused.

Mis on energia?

Energia teaduslik määratlus on võime toota tööd. Selles mõttes mõistetakse töö all iga protsessi, kus keha nihkub või deformeerub. Näiteks on mäe otsas oleva kivi võime kukkumisel langeda ja puid maha kukkuda, mis oleks töö.

Energiasäästu seadus

Energia jäävuse seadus või energia säästmise põhimõte ütleb, et süsteemi energiasisaldus jääb konstantseks. See tähendab, et energiat ei looda ega hävitata.

Näiteks on teatud koguses bensiini seotud X kogus keemilist energiat. Sõiduki käivitamisel bensiini energia ei hävine, vaid muundatakse kineetiliseks energiaks, et liikuda sõidukit ja soojusenergiat. Kineetilise energia ja sõiduki soojusenergia summa võrdub bensiini keemilise energia kogusega, see ei saa olla ei suurem ega väiksem.

Millised on energia omadused?

• Keha energiahulk on piiratud: laual oleva puuvilja energia on piiratud massi ja kaugusega lauast põrandani.
• Energia muundatakse selle erinevateks vormideks: bensiini keemiline energia muundub kineetiliseks energiaks, kui liigutate kolbi autos.
• Energiaallikaid on erinevaid, näiteks päike, tuul ja õli.
• Seda saab säilitada: keemiline energia salvestatakse elektriakudesse, hüdroelektrijaamades on vee gravitatsioonipotentsiaal.

Energiavormid

Energiat saab esitada erineval kujul:

• Potentsiaalne energia: on energia, mis on seotud kehaga teise võrdluskeha suhtes, näiteks potentsiaalne energia gravitatsiooniline on keha energia selle asukoha suhtes Maal, mida kõrgem, seda rohkem energiat potentsiaalne valdab.
• Kineetiline energia: see on energia, mis on seotud kehade liikumisega, näiteks kui jõe vesi paneb kivid liikuma, on sellel kineetiline energia.
• Mehaaniline energia: kui vagun asub teeraja otsas, on sellel potentsiaalne energia, mis muundub kineetiliseks energiaks, kui vagun läheb alla ja omandab teatud kiiruse. Sel juhul on vagunil mehaaniline energia, mis võrdub kineetilise energia ja potentsiaalse energia summaga.
• Kiirgav energia: Päikesevalgus jõuab Maale kiirgava energiana.
• Soojusenergia: kui me end kuumaveepudeliga soojendame, kasutame ära soojusenergiat.
• Tuumaenergia: Kui aatomi tuum puruneb või sulandub, vabastab see tuumaenergia.
• Keemiline energia: Rakkudes sisalduva glükoosi muundamisel süsinikdioksiidiks eraldub molekuli aatomite vahel leitud energia keemilise energiana.
• Elektrienergia: kui positiivse või negatiivse laenguga osakesed liiguvad, oleme elektri või elektrienergia juuresolekul.

Võib-olla olete huvitatud erinevate teadmistest Energia tüübid.

Milline on aine ja energia suhe?

20. sajandi alguses näitas teoreetiline füüsik Albert Einstein (1879-1955), et mateeria muundub energiaks ja et energiat saab mateeriaks. Seda samaväärsust tuntakse kui "relatiivsusteooria" ja see väljendub kuulsas võrrandis:

E = m.c²,

kus JA esindab energiat, m esindab massi ja c on valguse kiirus.

Tuntuim näide aine muundamine energiaks See on vesiniku tuumade liitumisreaktsioon tähtedes. See päikese energia on see, mis toetab elu Maal.

Meenutagem, et Universumi tekkes oli ainult energiat, millest hiljem sai mateeria. Eksperimentaalselt energia muundub aineks kui footon (suure energiaga osake) läbib aatomituuma, tekitades aineosakese (elektron) ja antiaine (positron).

Teil võib olla huvi teada järgmistest asjadest:

• Aine füüsikalised ja keemilised omadused.
• Kineetiline ja potentsiaalne energia.

Viited

Karam, P.A., Stein, B.P. (2011). Teaduse alused: aine ja energia. Chelsea maja. New York.