Εξηγούμε τι είναι η ύλη και η ενέργεια, τα χαρακτηριστικά του καθενός και πώς μελετήθηκαν. Επίσης, η σχέση μεταξύ των δύο.
Τι είναι η ύλη και η ενέργεια;
Μας σύμπαν ακέραιος αποτελείται από ύλη Υ Ενέργεια, σε πολλές μορφές, παρουσιάσεις και ικανότητες. Στην πραγματικότητα, οι δύο βασικοί κλάδοι με τους οποίους προσπαθούμε να κατανοήσουμε τους θεμελιώδεις νόμους που το διέπουν, οι φυσικός και το χημεία, ασχολούνται με τις σχέσεις μεταξύ αυτών των δύο στοιχείων: το ουσία που συνθέτει τα πράγματα και την ικανότητά τους να μεταφέρουν θερμότητα ή να κάνετε ένα δουλειά.
Από μια διαισθητική σκοπιά, κατανοούμε την ύλη ως αυτή που μπορούμε να αγγίξουμε, η οποία είναι συγκεκριμένη και καταλαμβάνει μια θέση στο σύμπαν. Από την άλλη πλευρά, η ενέργεια δεν μπορεί να αγγίξει, η οποία γίνεται αντιληπτή μόνο στις διαφορετικές εκδηλώσεις της: θερμότητα, φως, κίνηση, και τα λοιπά. Τα πράγματα γύρω μας έχουν ταυτόχρονα α μάζα δικά τους και μια μεταβλητή ποσότητα ενέργειας, ανάλογα σε μεγάλο βαθμό από την κατάσταση στην οποία βρίσκονται.
Πρόκειται για δύο θεμελιώδεις έννοιες, στενά συνδεδεμένες μεταξύ τους, μεταξύ των οποίων υπάρχουν ορισμένες ισοδυναμίες.Για παράδειγμα, είναι δυνατό να μετατραπεί η μάζα σε ενέργεια, κάτι που συμβαίνει καθημερινά μέσα στο αστέρια, μέσω έντονων πυρηνικών αντιδράσεων, ή εντός των δικών μας οργανισμών, όταν αποσυνθέσουμε το τροφή που προσλαμβάνουμε και εξάγουμε από αυτά χημική ενέργεια Για να μας κρατήσει ζωντανούς
Υλη
Η ύλη είναι αυτό που συνθέτει ζωντανά πράγματα, αντικείμενα, αέρα και πολλά άλλα.Η ύλη ορίζεται ως αυτή που εκτείνεται σε μια συγκεκριμένη περιοχή του χωροχρόνου, που έχει μια ορισμένη ποσότητα ενέργειας και που υπόκειται σε αλλαγές στον χρόνο. Το όνομά του προέρχεται από το λατινικό μητήρ, «Μητέρα», αφού πρόκειται για την ουσία μήτρα των πραγμάτων, δηλαδή αυτού που τα πηγάζει ή τα συνθέτει.
Γενικά, η φυσική αποδίδει τρία θεμελιώδη χαρακτηριστικά ή ιδιότητες στην ύλη:
- Έχει συγκεκριμένη μάζα, η οποία αποδεικνύεται στο α βάρος, ένα Ενταση ΗΧΟΥ και μετρήσιμες διαστάσεις.
- Καταλαμβάνει θέση στο χώρος, το οποίο δεν μπορεί να καταληφθεί ταυτόχρονα από άλλο φορέα.
- Παραμένει στο καιρόςΑν και όχι απαραίτητα με τον ίδιο τρόπο: ο πάγος είναι σίγουρα ύλη και δεν παύει να είναι έτσι όταν λιώνει ή όταν εξατμίζεται το νερό που τον αποτελείται. Αυτά τα αλλαγές στη φυσική σας κατάσταση (ή κατάσταση συσσώρευσης ύλης) εξαρτάται από την ποσότητα ενέργειας που έχετε.
Η μελέτη της ύλης χρονολογείται από την κλασική αρχαιότητα και απασχόλησε πολλούς στοχαστές και φιλοσόφους σε όλη την ιστορία. Στην πραγματικότητα, ήταν οι αρχαίοι Έλληνες που διατύπωσαν πρώτοι το ατομικιστική θεωρία, δηλαδή όσοι νόμιζαν ότι η ύλη μπορεί να αποτελείται από μικροσκοπικά και αδιαίρετα σωματίδια διαφορετικών τύπων.
Αυτή η ιδέα διασώθηκε πολύ αργότερα, στην άνθηση ορθολογιστής του δέκατου έβδομου αιώνα, και ήταν θεμελιώδης στον τομέα της μελέτης της χημείας, κληρονόμος με τη σειρά του αλχημεία μεσαιονικός.
Σύμφωνα με τα τρέχοντα μοντέλα μελέτης φυσικής, μόνο το 5% περίπου του αισθητού σύμπαντος αποτελείται από συνηθισμένη ύλη, ενώ το λεγόμενο "σκοτεινή ύλη«Του οποίου η λειτουργία είναι ακόμη άγνωστη, καταλαμβάνει το 23%. Η τελευταία υποτίθεται ότι είναι μια μη μαζική μορφή ύλης, δηλαδή χωρίς μάζα, της οποίας η παρουσία μπορεί να γίνει αντιληπτή μόνο από τον τρόπο με τον οποίο επηρεάζουν αστέρια και την ενέργεια γύρω σας.
Ενέργεια
Στη φυσική, η ενέργεια ορίζεται ως η ικανότητα να εκτελεί εργασία, δηλαδή να ενεργεί, να προκύπτει ή να τίθεται σε κίνηση. Απολύτως όλα σώματα Διαθέτουν ένα ορισμένο ποσό ενέργειας, που σχετίζεται με την κατάσταση ηρεμίας, κίνησης ή δόνησης, για παράδειγμα, αλλά που εκδηλώνεται με πολύ διαφορετικούς τρόπους.
Έτσι, μπορούμε να μιλήσουμε για πολλούς τύπους ενέργειας: θερμιδική ενέργεια, χημική ενέργεια, Κινητική ενέργεια, ηλεκτρική ενέργεια, δυναμική ενέργεια, εσωτερική ενέργεια κ.λπ.
Η λέξη ενέργεια προέρχεται από την ελληνική ενεργητικός, «Δραστηριότητα», όρος που πρωτοεμφανίστηκε στα γραπτά του Αριστοτέλη (384-322 π.Χ.) τον τέταρτο αιώνα π.Χ. Γ., και επαναλαμβάνεται από τους σύγχρονους φυσιοδίφες και του ύστερου Μεσαίωνα.
Του έχουν δοθεί πολλά άλλα ονόματα σε όλη την ιστορία, όπως «ζωντανή δύναμη» (vis viva), «Δύναμη» ή ακόμα και «πνεύμα», ανάλογα με το πλαίσιο. Αυτό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στο γεγονός ότι η μελέτη των διαφορετικών τύπων ενέργειας είχε την προέλευσή τους ξεχωριστά, καθώς ανακαλύφθηκαν όλο και περισσότερες μορφές ενέργειας που υπάρχουν στο σύμπαν.
Η ενέργεια μπορεί να γίνει αντιληπτή, γενικά, στις διάφορες εκφάνσεις της, αφού αφηρημένα δεν είναι κάτι αντιληπτό. Αντίθετα, η θερμότητα, το φως, η κίνηση ή η δραστηριότητα μπορούν να γίνουν αντιληπτά με γυμνό μάτι και τα αποτελέσματά τους στην ύλη μπορούν να μελετηθούν χωρίς δυσκολία. Έτσι, η ενέργεια θα γινόταν ένα φυσικό μέγεθος, το οποίο μπορούμε να μετρήσουμε στις διαφορετικές εμφανίσεις της.
Πρέπει επίσης να λάβουμε υπόψη ότι η ποσότητα ενέργειας στο Σύστημα τείνει να είναι σταθερό, έτσι ώστε να μην μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί, μόνο να μεταμορφωθεί. Στην πραγματικότητα, βρίσκεται σε συνεχή μεταμόρφωση όλη την ώρα: η χημική ενέργεια που αποθηκεύεται στα τρόφιμα μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια όταν κινούμαστε ή σε ηλεκτρική ενέργεια στο νευρικό σύστημα.
Ομοίως, η ηλεκτρική ενέργεια από το φις μετατρέπεται σε φωτεινή ενέργεια όταν ανάβουμε τη λάμπα ή σε θερμική ενέργεια χάρη στον θερμοσίφωνα.
Ύλη και ενέργεια
Οι σχέσεις μεταξύ ύλης και ενέργειας αποτελούν αντικείμενο μελέτης των φυσικών για αιώνες. Γνωρίζουμε ότι μια αλλαγή στα ενεργειακά επίπεδα της ύλης επηρεάζει το σχήμα της και την κατάσταση της συσσώρευσής της, την οποία βλέπουμε από τότε που μάθαμε να λιώνουμε μέταλλα.
Αργότερα, η γνώση της χημείας μας έδωσε μια πολύ μεγαλύτερη κατανόηση του πώς να μετασχηματίσουμε την ύλη: να μην αλλάξουμε πλέον τη διαμόρφωση των σωματιδίων της, αλλά να σπάσουμε τους δεσμούς μεταξύ των σωματιδίων. άτομα και να πάρει διαφορετικές ουσίες.
Στην πραγματικότητα, το μεγαλύτερο επίτευγμα της ανθρωπότητας από αυτή την άποψη ήταν η ανακάλυψη του ατομική ενέργεια και τη χειραγώγησή του για ειρηνικούς σκοπούς, δηλαδή στην κατασκευή σταθμών ηλεκτροπαραγωγής στις οποίες συντήκονται βαρέα άτομα για να παράγουν μεγάλες ποσότητες θερμικής ενέργειας.
Όλα αυτά κατέστησαν δυνατά χάρη στις θεωρίες του Άλμπερτ Αϊνστάιν (1879-1955) και άλλων σημαντικών φυσικών, και ιδιαίτερα στον τύπο τους για την ισοδυναμία μεταξύ μάζας και ενέργειας (E = mc2), γνωστή ως Θεωρία της σχετικότητας.