Spieghiamo cosa sono la materia e l'energia, le caratteristiche di ognuna e come sono state studiate. Inoltre, il rapporto tra i due.
Cosa sono la materia e l'energia?
I nostri universo intero è composto da questione sì Energia, nelle sue molteplici forme, presentazioni e capacità. Infatti, le due discipline di base con cui cerchiamo di comprendere le leggi fondamentali che la governano, la fisico e il chimica, si occupano delle relazioni tra questi due elementi: il sostanza che compone le cose e la loro capacità di trasferire calore o fare un lavoro.
Da un punto di vista intuitivo, intendiamo la materia come ciò che possiamo toccare, che è concreto e occupa un posto nell'universo. Non si tocca invece l'energia, che si percepisce solo nelle sue diverse manifestazioni: calore, luce, movimento, eccetera. Le cose intorno a noi hanno allo stesso tempo un massa propria e una quantità variabile di energia, a seconda in gran parte dello stato in cui si trovano.
Si tratta di due concetti fondamentali, strettamente legati tra loro, tra i quali esistono alcune equivalenze.Ad esempio, è possibile trasformare la massa in energia, cosa che accade quotidianamente all'interno del stelle, attraverso intense reazioni nucleari, o all'interno della nostra organismi, quando decomponiamo il cibo che ingeriamo ed estraiamo da loro energia chimica Per tenerci in vita
Questione
La materia è ciò che compone gli esseri viventi, gli oggetti, l'aria e altro ancora.La materia è definita come ciò che si estende in una certa regione dello spazio-tempo, che possiede una certa quantità di energia e che è soggetto a i cambiamenti in tempo. Il suo nome deriva dal latino mater, "Madre", poiché si tratta della sostanza matrice delle cose, cioè di ciò che le origina o le compone.
In generale, la fisica attribuisce alla materia tre caratteristiche o proprietà fondamentali:
- Ha una massa specifica, che è evidenziata in a peso, un volume e dimensioni quantificabili.
- Occupa un posto nel spazio, che non può essere occupata contemporaneamente da altro ente.
- Indugia nel tempo metereologicoAnche se non necessariamente allo stesso modo: il ghiaccio è certamente materia, e non cessa di esserlo quando si scioglie o quando l'acqua che lo compone evapora. Queste cambiamenti nella tua condizione fisica (o stato di aggregazione della materia) dipendono dalla quantità di energia che hai.
Lo studio della materia risale all'antichità classica e ha occupato molti pensatori e filosofi nel corso della storia. Furono infatti gli antichi greci a formulare per primi il teoria atomistica, cioè coloro che pensavano che la materia potesse essere composta da minuscole e indivisibili particelle di diverso tipo.
Questa idea è stata salvata molto più tardi, nel boom razionalista del XVII secolo, e fu fondamentale nel campo degli studi della chimica, erede a sua volta del alchimia medievale.
Secondo gli attuali modelli di studio della fisica, solo il 5% circa dell'universo apprezzabile è costituito da materia ordinaria, mentre il cosiddetto "materia oscura”Il cui funzionamento è ancora sconosciuto, occupa il 23%. Quest'ultima dovrebbe essere una forma di materia non-massa, cioè priva di massa, la cui presenza può essere intuita solo dal modo in cui influenzano stelle e l'energia intorno a te.
Energia
In fisica, l'energia è definita come la capacità di compiere un lavoro, cioè di agire, sorgere o mettersi in moto. Assolutamente tutto corpi Possiedono una certa quantità di energia, legata al loro stato di riposo, movimento o vibrazione, per esempio, ma che si manifesta in modi molto diversi.
Quindi, è possibile parlare di molti tipi di energia: energia calorica, energia chimica, Energia cinetica, energia elettrica, energia potenziale, energia interna, ecc.
La parola energia deriva dal greco energico, "Attività", termine che compare per la prima volta negli scritti di Aristotele (384-322 a.C.) nel IV secolo a.C. C., e ripreso dai naturalisti moderni e del tardo medioevo.
Gli sono stati dati molti altri nomi nel corso della storia, come "forza vivente" (vis viva), "Potere" o anche "spirito", a seconda del contesto. Ciò è in gran parte dovuto al fatto che lo studio dei diversi tipi di energia ha avuto origine separatamente, poiché sono state scoperte sempre più forme di energia presenti nell'universo.
L'energia può essere percepita, in genere, nelle sue varie manifestazioni, poiché in astratto non è qualcosa di percepibile. Invece, il calore, la luce, il movimento o l'attività possono essere percepiti ad occhio nudo e i loro effetti sulla materia possono essere studiati senza difficoltà. Così l'energia diventerebbe una grandezza fisica, che possiamo misurare nelle sue diverse apparenze.
Bisogna anche considerare che la quantità di energia nel sistema tende ad essere costante, così che non può essere creato o distrutto, ma solo trasformato. Infatti è in continua trasformazione: l'energia chimica immagazzinata negli alimenti viene convertita in energia meccanica quando ci muoviamo, o in energia elettrica nel nostro sistema nervoso.
Allo stesso modo, l'energia elettrica della spina viene convertita in energia luminosa quando accendiamo la lampada, oppure in energia termica grazie allo scaldabagno.
Materia ed energia
I rapporti tra materia ed energia sono da secoli oggetto di studio dei fisici. Sappiamo che un cambiamento nei livelli energetici della materia influenza la sua forma e il suo stato di aggregazione, che abbiamo visto da quando abbiamo imparato a fondere i metalli.
In seguito, la conoscenza della chimica ci ha dato una comprensione molto più ampia di come trasformare la materia: non modificare più la configurazione delle sue particelle, ma rompere i legami tra le particelle. atomi e ottenere sostanze diverse.
In effetti, la più grande conquista dell'umanità in questo senso è stata la scoperta del energia atomica e la sua manipolazione per scopi pacifici, cioè nella costruzione di centrali elettriche in cui atomi pesanti si fondono per generare grandi quantità di energia termica.
Tutto questo è stato possibile grazie alle teorie di Albert Einstein (1879-1955) e di altri importanti fisici, e soprattutto alla loro formula per l'equivalenza tra massa ed energia (E = mc2), nota come Teoria della relatività.