Le monde physique qui nous entoure est composé de matière. Avec nos cinq sens, nous pouvons reconnaître ou percevoir différents types de matière. Certains sont facilement vus comme une pierre, qui peut être vue et tenue en main, d'autres sont moins facilement reconnaissables ou ne peuvent être perçus par l'un des sens; par exemple, l'air. La matière est tout ce qui a de la masse et du poids, occupe une place dans l'espace, impressionne nos sens et fait l'expérience du phénomène d'inertie (résistance offerte pour changer de position).
Quel est le problème
Table des matières
La définition de la matière, selon la physique, est tout ce qui constitue ce qui occupe une région de l'espace-temps ou, comme le décrit son origine étymologique, c'est la substance dont toutes choses sont faites. En d'autres termes, le concept de matière établit que c'est tout ce qui est présent dans l'Univers qui a une masse et un volume, qui peut être mesuré, perçu, quantifié, observé, qui occupe un espace-temps et qui est régi par les lois de la nature..
En plus de cela, la matière présente dans les objets a de l' énergie (la capacité des corps à faire un travail, comme se déplacer ou passer d'un état à un autre), ce qui lui permet de se propager dans l'espace-temps (ce qui est un concept d'espace et de temps combinés: quel objet occupe un certain espace à un point précis de la chronologie) Il est important de noter que toutes les formes de matière qui ont de l'énergie n'ont pas de masse.
Il y a de la matière en tout, puisqu'elle apparaît dans différents états physiques; par conséquent, il peut exister à la fois dans un marteau et à l'intérieur d'un ballon. Il existe également différents types; ainsi un corps vivant est matière aussi bien qu'un objet inanimé.
La définition de la matière indique également qu'elle est composée d'atomes, qui sont une unité infinitésimale de matière, que l'on pensait être la plus petite, jusqu'à ce que l'on découvre qu'elle est à son tour composée d'autres particules plus petites (électrons, qui ont une charge négative; protons, qui ont une charge positive; et neutrons, dont la charge est neutre ou n'en ont pas).
Il existe 118 types d'entre eux, qui sont mentionnés dans le tableau périodique des éléments, qui sont des matières d'un seul type d'atome, tandis que les composés sont des substances qui sont constituées de deux atomes ou plus, par exemple, l'eau (hydrogène et oxygène). À leur tour, les molécules font partie de la matière et sont définies comme des groupes d'atomes avec une configuration établie, dont la liaison est chimique ou électromagnétique.
Un objet ou quoi que ce soit dans le monde peut être composé de différents types de matière, comme un gâteau ou un grain de sel, et différents types de matériaux peuvent être obtenus si leur état physique change. Cette modification peut être physique ou chimique. La modification physique se produit lorsque l'apparence de l'objet est altérée ou transformée, tandis que la chimie se produit lorsqu'il y a une altération de sa composition atomique.
Le sujet est classé en fonction de son niveau de complexité. Dans le cas des organismes vivants, du plus simple au plus complexe, dans la classification de la matière, on a:
- Subatomique: Particules qui composent l'atome: protons (+), neutrons (sans charge) et électrons (-).
- Atomique: unité minimale de matière.
- Moléculaire: Groupes de deux atomes ou plus, qui peuvent être du même type ou d'un type différent, et former une classe différente de matière.
- Cellule: Unité minimale de tous les organismes vivants, constituée de molécules complexes.
- Tissu: Groupe de cellules dont la fonction est la même.
- Organes: composition des tissus d'un membre qui remplit une fonction.
- Système ou appareil: composition d'organes et de tissus qui travaillent ensemble pour une fonction spécifique.
- Organisme: C'est l'ensemble des organes, des systèmes, des cellules, d'un être vivant, l'individu. Dans ce cas, bien qu'il fasse partie d'un groupe de nombreux similaires, il est unique avec un ADN différent de tous les autres de son espèce.
- Population: Organismes similaires regroupés et vivant dans le même espace.
- Espèce: La combinaison de toutes les populations d'organismes du même type.
- Écosystème: connexion de différentes espèces à travers les chaînes alimentaires dans un environnement particulier.
- Biome: Groupes d'écosystèmes au sein d'une région.
- Biosphère: Ensemble de tous les êtres vivants et de l'environnement dans lequel ils sont liés.
Caractéristiques de la matière
Pour définir ce qu'est la matière, il est important de mentionner qu'elle a des caractéristiques. Les caractéristiques de la matière varient en fonction de l'état physique dans lequel elles se produisent, c'est-à-dire selon la formation et la structure qui composent les atomes et leur union entre eux. Chacun d'eux déterminera comment un corps, un objet, une substance ou une masse ressemble ou interagit. Mais il existe des caractéristiques communes à tout ce qui est composé de matière, et ce sont les suivantes:
1. Ils présentent différents états d'agrégation de la matière: solide, liquide, gazeux et plasma. En plus de ces états physiques de la matière, il existe deux états moins connus, qui sont superfluides (qui n'ont pas de viscosité et peuvent s'écouler sans aucun type de résistance de manière infinie en circuit fermé) et supersolides (matière qui est solide et liquide quand même temps), et on pense que l'hélium peut présenter tous les états de la matière.
2. Ils ont une masse, qui serait la quantité de matière dans un volume ou une zone donnée.
3. Ils présentent un poids, qui représente la mesure dans laquelle la gravité exercera une pression sur ledit objet; c'est-à-dire combien de force d'attraction a la terre dessus.
4. Ils affichent la température, qui est la quantité d'énergie thermique présente en eux. Entre deux corps avec la même température, il n'y aura pas de transfert du même, donc, il restera le même dans les deux; En revanche, dans deux corps avec des températures différentes, le plus chaud transférera son énergie thermique vers le plus froid.
5. Ils ont un volume, qui représente la quantité d'espace qu'ils occupent à un endroit donné, et est donné par la longueur, la masse, la porosité, entre autres attributs.
6. Ils ont l' impénétrabilité, ce qui signifie que chaque corps peut occuper un espace et un seul espace à la fois, par conséquent, lorsqu'un objet essaie d'occuper l'espace d'un autre, l'un de ces deux sera déplacé.
7. Ils ont une densité, qui est le rapport entre la masse et le volume de l'objet. De la densité la plus élevée à la plus basse des États, il y a: les solides, les liquides et les gaz.
8. Il existe une matière homogène et hétérogène. Dans le premier cas, il est presque impossible d'identifier ce qui le compose, même à l'aide d'un microscope; tandis que dans le second, vous pouvez facilement voir les éléments qui s'y trouvent et les différencier.
9. Il a la compressibilité, qui est la capacité de réduire son volume s'il est soumis à des pressions externes, par exemple la température.
En plus de cela, des changements dans l'état de la matière peuvent être mis en évidence, qui sont ces processus dans lesquels l'état d'agrégation d'un corps change sa structure moléculaire pour se transformer en un autre état. Ils font partie des propriétés intensives de la matière, et ce sont:
- Fusion. C'est le processus par lequel la matière à l'état solide est transformée en un état liquide par l'application d'énergie thermique.
- Congélation et solidification. C'est quand un liquide devient solide grâce à un processus de refroidissement, transformant sa structure en une structure beaucoup plus solide et plus résistante.
- Sublimation. C'est le processus dans lequel, en ajoutant de l'énergie thermique, les atomes de certains corps solides se déplaceront rapidement pour devenir gazeux sans passer par un état liquide antérieur.
- Dépôt ou cristallisation. En éliminant la chaleur d'un gaz, il peut amener les particules qui le composent à se regrouper pour former plusieurs cristaux solides, sans avoir à passer par un état liquide au préalable.
- Ébullition, vaporisation ou évaporation. C'est le processus par lequel, lorsque la chaleur est appliquée à un liquide, il se transforme en gaz, au fur et à mesure que ses atomes se séparent.
- Condensation et liquéfaction. C'est le processus inverse d'évaporation, dans lequel lorsque le froid est appliqué à un gaz, ses particules ralentissent et se rapprochent les unes des autres jusqu'à ce qu'elles forment à nouveau un liquide.
Quelles sont les propriétés de la matière
Les propriétés de la matière sont diverses, car elles contiennent un grand nombre de composants, mais elles présenteront des propriétés physiques, chimiques, physico-chimiques, générales et spécifiques. Tous les types de matière ne montreront pas toutes ces propriétés, car, par exemple, certaines s'appliquent à un certain type de substance, d'objet ou de masse, en particulier en fonction de son état d'agrégation.
Parmi les principales propriétés générales de la matière, nous avons:
Extension
Cela fait partie des propriétés physiques de la matière, car il se réfère à l' étendue et à la quantité de matière qu'elle occupe dans l'espace. Cela signifie qu'il s'agit de propriétés extensives: volume, longueur, énergies cinétiques (elle dépend de sa masse et est donnée par son déplacement) et potentiel (donné par sa position dans l'espace), entre autres.
Pâte
Il fait référence à la quantité de matière qu'un objet ou un corps possède, non soumise à son extension ou à sa position; En d'autres termes, la quantité de masse présente n'est pas liée à la quantité de volume qu'il occupe dans l'espace, de sorte qu'un objet dont l'extension est petite peut avoir une masse énorme et vice versa. L'exemple parfait est celui des trous noirs, qui ont une masse non quantifiable par rapport à leur étendue dans l'espace.
Inertie
Dans le concept de matière, c'est la propriété qu'ont les objets de maintenir leur état de repos, ou de continuer leur mouvement, sauf si une force extérieure à elle modifie leur position dans l'espace.
Porosité
Entre les atomes qui composent la définition de la matière dans un corps, il y a des espaces vides, qui, selon l'un ou l'autre matériau, ces espaces seront plus ou moins grands. C'est ce qu'on appelle la porosité, ce qui signifie que c'est l'opposé du compactage.
Divisibilité
C'est la capacité des corps à se fragmenter en morceaux plus petits, même à des tailles moléculaires et atomiques, au point de se désintégrer. Cette division peut être le produit de transformations mécaniques et physiques, mais elle ne transformera pas sa composition chimique, et elle ne changera pas l'essence de ce qu'est la matière.
Élasticité
Cela fait référence à l'une des principales propriétés de la matière, et dans ce cas, c'est la capacité de l'objet à revenir à son volume d'origine après avoir été soumis à une force de compression qui le déforme. Cependant, il y a une limite à cette propriété et il existe des matériaux plus sujets à l'élasticité que d'autres.
En plus de celles mentionnées ci-dessus, il est important de mettre en évidence les autres propriétés physiques de la matière et les propriétés chimiques de la matière qui existent et sont nombreuses. Entre elles:
1. Propriétés physiques:
a) Intensif ou intrinsèque (propriétés spécifiques)
- Apparence: Principalement dans quel état est le corps et à quoi il ressemble.
- Couleur: Cela a aussi à voir avec l'apparence physique, mais il existe des substances qui ont des couleurs différentes.
- Odeur: elle dépend de sa composition et est perçue par l'odeur.
- Goût: comment la substance est perçue comme goût.
- Point de fusion, d'ébullition, de congélation et de sublimation: le point auquel une matière passe de l'état solide à l'état liquide; liquide à pétillant; liquide à solide; et solide à gazeux; respectivement.
- Solubilité: Ils se dissolvent lorsqu'ils sont mélangés avec un liquide ou un solvant.
- Dureté: Echelle dans laquelle un matériau permettra d'être rayé, coupé et traversé par un autre.
- Viscosité: Résistance d'un liquide à l'écoulement.
- Tension superficielle: C'est la capacité d'un fluide à résister à l'augmentation de sa surface.
- Conductivité électrique et thermique: capacité d'un matériau à conduire l'électricité et la chaleur.
- Malléabilité: propriété qui leur permet de se déformer sans se casser.
- Ductilité: capacité à déformer et à former des filets du matériau.
- Décomposition thermique: lorsque la chaleur est appliquée, la substance est transformée chimiquement.
b) Extensif ou extrinsèque (propriétés générales)
- Masse: quantité de matière dans le corps.
- Volume: l'espace qu'occupe le corps.
- Poids: la force de poussée exercée par la gravité sur l'objet.
- Pression: La capacité de «sortir» de ce qui les entoure.
- Inertie: La capacité de rester immobile à moins qu'une force externe ne le déplace.
- Longueur: étendue d'un objet unidimensionnel dans l'espace.
- Énergie cinétique et potentielle: en raison de son mouvement et de sa position dans l'espace.
2. Propriétés chimiques:
- PH: Niveau d'acidité ou d'alcalinité des substances.
- Combustion: La capacité de brûler avec de l'oxygène, dans laquelle il libère de la chaleur et du dioxyde de carbone.
- Énergie d'ionisation: énergie reçue pour qu'un électron s'échappe de ses atomes.
- Oxydation: capacité à former des éléments complexes par la perte ou le gain d'électrons.
- Corrosion: C'est la capacité d'une substance d'endommager ou de corrompre la structure d'un matériau.
- Toxicité: la mesure dans laquelle une substance peut nuire à un organisme vivant.
- Réactivité: Propension à se combiner avec d'autres substances.
- Inflammabilité: capacité à générer une détonation de chaleur causée par des températures externes élevées.
- Stabilité chimique: capacité d'une substance à réagir à l'oxygène ou à l'eau.
Les états d'agrégation de la matière
La matière peut apparaître dans différents états physiques. Cela signifie que sa consistance, entre autres caractéristiques, sera différente selon la structure de ses atomes et molécules, c'est pourquoi il parle des propriétés spécifiques de la matière. Les principaux états qui peuvent être atteints sont les suivants:
Solide
Les corps solides ont la particularité d'avoir leurs atomes très proches les uns des autres, ce qui leur donne de la dureté et ils résistent à être traversés ou coupés par un autre solide. De plus, ils présentent une malléabilité, ce qui leur permet de se déformer sous pression sans nécessairement avoir à se fragmenter.
Leur composition leur permet également d'avoir une ductilité, qui est la possibilité de former des fils du même matériau lorsque des forces contraires viennent vers l'objet, lui permettant de s'étirer; et le point de fusion, de sorte qu'à une certaine température, il peut transformer son état de solide en liquide.
Liquide
Les atomes qui composent les liquides sont unis mais avec moins de force que les solides; Ils vibrent également rapidement, ce qui leur permet de s'écouler et leur viscosité ou résistance au mouvement dépendra du type de liquide dont il s'agit (le plus visqueux, le moins fluide). Sa forme sera déterminée par le contenant qui le contient.
Comme les solides, ils ont un point d'ébullition auquel ils cesseront d'être liquides et deviendront gazeux; et ils ont aussi un point de congélation, auquel ils cesseront d'être liquides pour devenir solides.
Gazeux
Les atomes présents dans les gaz sont volatils, dispersés et la force de gravité les affecte dans une moindre mesure que les états précédents de la matière. Comme le liquide, il n'a pas de forme, il prendra celle du contenant ou de l'environnement où il se trouve.
Cet état de la matière, comme les liquides, a une compressibilité et dans une plus grande mesure; il y a aussi de la pression, ce qui leur donne la qualité de pousser ce qui les entoure. Il est également capable de se transformer en liquide sous haute pression (liquéfaction) et d'éliminer l'énergie thermique, il peut devenir un gaz liquide.
Plasmatique
Cet état de la matière est l'un des moins courants. Leurs atomes agissent comme les éléments gazeux, à la différence qu'ils sont chargés d' électricité, bien que sans électromagnétisme, ce qui en fait de bons conducteurs électriques. Comme il a des caractéristiques spécifiques qui ne sont pas liées aux trois autres états, il est considéré comme le quatrième état d'agrégation de la matière.
Quelle est la loi de conservation de la matière?
La loi de conservation de la matière ou Lomonosov-Lavoisier, établit qu'aucun type de matière ne peut être détruit, mais transformé en un autre avec des caractéristiques externes différentes ou même au niveau moléculaire, mais la masse de celui-ci demeure. Autrement dit, soumis à un processus physique ou chimique, il conserve la même masse et le même poids, ainsi que dans ses proportions spatiales (le volume qu'il occupe).
Cette découverte a été faite par les scientifiques russes Mikhail Lomonosov (1711-1765) et Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794). Le premier l'a observé pour la première fois lorsque les plaques de plomb ne perdaient pas de poids après avoir été fondues dans un récipient scellé; cependant, cette constatation n'a pas reçu l'importance voulue à l'époque.
Des années plus tard, Lavoisier expérimente un récipient fermé, dans lequel il fait bouillir de l'eau pendant 101 jours et dont la vapeur ne s'échappe pas mais y retourne. Il a comparé les poids avant et après l'expérience et a conclu que la matière n'est ni créée ni détruite mais transformée.
Cette loi a son exception, et ce serait dans le cas des réactions de type nucléaire, car dans elles la masse peut être convertie en énergie et dans le sens inverse, il est donc possible de dire qu'elles peuvent être «détruites» ou «créées. «Dans un but précis, mais en réalité, il se transforme, même s'il s'agit d'énergie.
Exemples de matière
Parmi les principaux exemples de matière, les suivants peuvent être mis en évidence par état d'agrégation:
- État solide: Une pierre, du bois, une assiette, une barre d'acier, un livre, un bloc, une tasse en plastique, une pomme, une bouteille, un téléphone.
- État liquide: eau, huile, lave, huile, sang, mer, pluie, sève, sucs gastriques.
L'essence
- État gazeux: Oxygène, gaz naturel, méthane, butane, hydrogène, azote, gaz à effet de serre, fumée, vapeur d'eau, monoxyde de carbone.
- État plasmatique: le feu, les aurores boréales, le soleil et autres étoiles, les vents solaires, l'ionosphère, les décharges électriques d'usage industriel ou d'usage, la matière entre les planètes, les étoiles et les galaxies, les orages électriques, le néon en forme de plasma provenant de lampes au néon, de moniteurs à écran plasma de téléviseurs ou autres.
