Medžiaga: Savybės, Mišiniai ir Fizikiniai vs Cheminiai Pokyčiai

Medžiaga yra viskas, kas turi masę ir užima erdvę. Ji apima kietus dalykus, kuriuos galite laikyti, skysčius, kuriuos galite pilti, ir dujas, kurios išsiskleidžia ir užpildo erdvę. Medžiagos būsenos nėra tik etiketės. Jos apibūdina, kaip elgiasi dalelės. Kietuose dalykuose dalelės yra glaudžiai supakuotos ir daugiausia vibracija vietoje, kas padeda kietiems dalykams išlaikyti formą. Skysčiuose dalelės vis dar lieka arti, bet gali slysti viena pro kitą, leidžiančios skysčiams tekėti. Dujose dalelės juda laisvai ir išsiskleidžia, todėl dujos gali užpildyti kambarį arba pripūsti balioną. Mąstymas apie dalelių elgesį daro medžiagą mažiau paslaptingą ir labiau prognozuojamą.

Medžiaga turi savybių, kurios padeda jums identifikuoti medžiagas ir pasirinkti jas darbams. Kai kurios savybės stebimos naudojant pojūčius, tokius kaip spalva, tekstūra, kvapas ir blizgesys. Kitos yra matuojamos, tokios kaip masė, tūris, tankis ir temperatūra. Tankis padeda paaiškinti plūduriavimą ir skendimą. Du objektai gali būti to paties dydžio, bet ne to paties svorio. Sunkus akmuo skęsta, o sausas medis gali plūduriuoti. Kai kurios savybės susijusios su tuo, kaip medžiaga sąveikauja su energija. Metalai dažnai gerai perduoda šilumą, kas yra naudinga gaminant maistą, bet tai taip pat gali sukelti nudegimus, jei su jais nesaugiai elgiamasi. Kai kurios medžiagos perduoda elektrą, o kitos izoliuoja. Šios savybės formuoja įrankių dizainą, statybos pasirinkimus ir saugos taisykles.

Pokyčiai medžiagoje gali būti suskirstyti į fizinius pokyčius ir cheminius pokyčius. Fizikiniai pokyčiai keičia formą, būseną ar išdėstymą, nesukurdami naujos medžiagos. Tirpstantis ledas, užšalęs vanduo, popieriaus pjovimas, gumos tempimas ir cukraus tirpinimas vandenyje yra fiziniai pokyčiai. Cheminiai pokyčiai sukuria naujas medžiagas su skirtingomis savybėmis. Degantis medis sukuria pelenus ir dujas. Rūdys susidaro, kai geležis reaguoja su deguonimi ir drėgme. Virimas gali sukelti cheminius pokyčius, kurie keičia skonį, tekstūrą ir struktūrą. Cheminiai pokyčiai dažnai apima energijos pokyčius, tokius kaip šiluma, išsiskirianti degant, arba šiluma, sugeriama per tam tikras reakcijas. Pagrindinis skirtumas yra tas, kad cheminius pokyčius paprastai sunku atstatyti naudojant paprastas priemones.

Mišiniai yra medžiagų deriniai, kurie nėra cheminiu būdu sujungti į naują medžiagą. Daugelis kasdienių medžiagų yra mišiniai: dirvožemis, oras, arbata su cukrumi, sriuba, betonas ir net daugelis metalų, naudojamų įrankiuose. Mišinius galima atskirti pasinaudojant skirtingomis savybėmis. Filtravimas atskiria kietas medžiagas nuo skysčių, kai dalelės yra didesnės už filtro skylutes. Nusėdimas atskiria sunkesnes daleles, kurios skęsta laikui bėgant. Sijojimas atskiria daleles pagal dydį. Garinimas atskiria ištirpusius kietus dalykus nuo skysčių, pavyzdžiui, druską iš sūrių vandenų. Distiliacija gali atskirti skysčius su skirtingomis virimo temperatūromis, kai galite saugiai šildyti ir kondensuoti garus. Supratimas apie atskyrimo metodus padeda vandens valymui, virimui, žemės ūkiui ir net perdirbimui.

Šiluma ir temperatūra stipriai veikia medžiagą. Šildymas paprastai didina dalelių judėjimą, kas gali sukelti išsiplėtimą, tirpimą, garinimą ir greitesnį tirpimą. Aušinimas sulėtina daleles, kas gali sukelti susitraukimą, kondensaciją ir užšalimą. Tai svarbu realiame gyvenime. Stiklainio dangtelis gali atsipalaiduoti po šildymo, nes metalas šiek tiek išsiplečia. Rytų rasa susidaro, kai šiltas, drėgnas oras susitinka su šaltu paviršiumi ir vandens garai kondensuojasi. Keliai gali įtrūkti, kai vanduo užšąla mažose plyšiuose ir išsiplečia. Žmonės šiuos efektus naudoja tyčia, kai gamina maistą, saugo maistą, džiovina derlių ir statydami su medžiagomis, kurios turi atlaikyti oro pokyčius.

Mokymasis apie medžiagą yra praktinė galia. Tai padeda jums prognozuoti rezultatus ir išvengti klaidų. Sužinote, kodėl kai kurie indai yra saugūs karštiems skysčiams, o kiti - ne. Sužinote, kodėl švariam vandeniui reikia tinkamo filtravimo ir kartais virimo. Sužinote, kodėl tam tikros medžiagos ilgiau tarnauja lauke. Medžiaga nėra tik „daiktai“. Tai fizinio pasaulio įrankių rinkinys, o jos supratimas padeda žmonėms statyti, taisyti, gaminti maistą, ūkininkauti ir gyventi saugiau.

Klausimas 1

• Įvardinkite tris dažniausiai pasitaikančias medžiagos būsenas.
• Kaip dalelės elgiasi skirtingai kietoje medžiagoje ir dujose?

Klausimas 2

• Pavadinkite dvi matuojamas medžiagos savybes.
• Kokia savybė padeda paaiškinti plūduriavimą ir skendimą?

Klausimas 3

• Pateikite vieną fizinio pokyčio pavyzdį.
• Pateikite vieną cheminio pokyčio pavyzdį.

Klausimas 4

• Kas yra mišinys?
• Pavadinkite dvi būdus, kaip atskirti mišinį.

Klausimas 5

• Pavadinkite vieną būdą, kaip šiluma veikia medžiagą.
• Pavadinkite vieną kasdienio gyvenimo užduotį, kuri priklauso nuo medžiagos pokyčių.