Velg Tekstnivå:
Materie utgjør alt synlig i det kjente universet, fra porta-potties til supernovaer. Og fordi saken aldri er skapt eller ødelagt, sykler den gjennom vår verden. Atomer som var i en dinosaur for millioner av år siden—og i en stjerne milliarder år før det—kan være inne i deg i dag.Materie Er alt som har masse og tar opp plass. Det inkluderer molekyler, atomer, grunnleggende partikler og ethvert stoff som disse partiklene utgjør. Materie kan endre form gjennom fysiske og kjemiske endringer, men gjennom noen av disse endringene saken er bevart. Den samme mengden materie eksisterer før og etter endringen-ingen er opprettet eller ødelagt. Dette konseptet kalles Loven Om Bevaring Av Masse.i en fysisk forandring kan et stoffs fysiske egenskaper endres, men dets kjemiske sammensetning gjør det ikke. Vann består for eksempel av to hydrogenatomer og ett oksygenatom. Vann er det eneste kjente stoffet på Jorden som eksisterer naturlig i tre tilstander: fast, flytende og gass. For å bytte mellom disse tilstandene må vann gjennomgå fysiske endringer. Når vann fryser, blir det vanskelig og mindre tett, men det er fortsatt kjemisk det samme. Det er samme antall vannmolekyler tilstede før og etter endringen, og vannets kjemiske egenskaper forblir konstante.for å danne vann må hydrogen og oksygenatomer imidlertid gjennomgå kjemiske endringer. For at en kjemisk forandring skal skje, må atomer enten bryte bindinger og / eller danne bindinger. Tilsetningen eller subtraksjonen av atombindinger endrer de kjemiske egenskapene til de involverte stoffene. Både hydrogen og oksygen er diatomiske—de eksisterer naturlig som bundet par (H2 og O2, henholdsvis). Under de rette forholdene, og med nok energi, vil disse diatomiske bindingene bryte og atomene vil bli med FOR å danne H2O (vann). Kjemikere skriver ut denne kjemiske reaksjonen som:
2H2 + O2 → 2H2O
denne ligningen sier At det tar to molekyler hydrogen og ett molekyl oksygen for å danne to molekyler vann. Legg merke til at det er samme antall hydrogenatomer og oksygenatomer på hver side av ligningen. I kjemiske endringer, akkurat som i fysiske endringer, er saken bevart. Forskjellen i dette tilfellet er at stoffene før og etter endringen har forskjellige fysiske og kjemiske egenskaper. Hydrogen og oksygen er gasser ved standard temperatur og trykk, mens vann er en fargeløs, luktfri væske. Økosystemer har mange kjemiske og fysiske endringer som skjer på en gang, og saken er bevart i hver og en—ingen unntak. Tenk på en strøm som strømmer gjennom en canyon-hvor mange kjemiske og fysiske endringer skjer til enhver tid—
Først, la oss vurdere vannet. For mange canyon bekker, vannet kommer fra høyereliggende områder og stammer som snø. Selvfølgelig er det ikke der vannet begynte—det har blitt syklet over hele verden siden Jorden først hadde vann. Men i sammenheng med canyonstrømmen begynte det i fjellet som snø. Snøen må gjennomgå en fysisk forandring-smelting – for å bli med i strømmen. Som flytende vann strømmer gjennom canyon, kan det fordampe (en annen fysisk endring) i vanndamp. Vann gir et veldig klart eksempel på hvordan materie sykler gjennom vår verden, ofte skiftende form, men aldri forsvinner.
Neste, vurdere planter og alger som lever i og langs bekken. I en prosess som kalles fotosyntese, konverterer disse organismene lysenergi fra solen til kjemisk energi lagret i sukker. Imidlertid produserer lysenergien ikke atomene som utgjør disse sukkene-som ville bryte Loven Om Bevaring Av Masse – det gir bare energi for at en kjemisk forandring skal skje. Atomene kommer fra karbondioksid i luften og vann i jorda. Lysenergi gjør at disse bindingene kan bryte og reformere for å produsere sukker og oksygen, som vist i kjemisk ligning for fotosyntese:
6CO2 + 6H2O + lys → C6H12O6( sukker) + 6O2
denne ligningen sier at seks karbondioksidmolekyler kombinerer med seks vannmolekyler for å danne ett sukkermolekyl og seks molekyler oksygen. Hvis du legger opp alle karbon -, hydrogen-og oksygenatomer på hver side av ligningen, vil summene være like; saken er bevart i denne kjemiske forandringen.Når dyr i og rundt bekken spiser disse plantene, bruker kroppene deres den lagrede kjemiske energien til å drive sine celler og bevege seg rundt. De bruker næringsstoffene i maten til å vokse og reparere kroppene sine-atomene til nye celler må komme fra et sted. Enhver mat som kommer inn i et dyrs kropp må enten forlate kroppen eller bli en del av den; ingen atomer blir ødelagt eller opprettet.
Materie er også bevart under fysiske og kjemiske endringer i bergets syklus. Som en bekk skjærer dypere inn i en canyon, forsvinner ikke klippene i canyongulvet. De er erodert av strømmen og båret av i små biter kalt sedimenter. Disse sedimentene kan slå seg ned på bunnen av en innsjø eller dam på slutten av bekken, bygge opp i lag over tid. Vekten av hvert ekstra lag komprimerer lagene under det, til slutt legger så mye press at nye sedimentære bergarter dannes. Dette er en fysisk endring for rock, men med de rette forholdene rock kan kjemisk endre også. I begge tilfeller er saken i fjellet bevart.bunnlinjen er: Materie sykler gjennom universet i mange forskjellige former. I noen fysisk eller kjemisk endring, betyr saken ikke vises eller forsvinner. Atomer skapt i stjernene (for veldig lenge siden) utgjør alle levende og ikke-levende ting på Jorden-selv deg. Det er umulig å vite hvor langt og gjennom hvilke former dine atomer reiste for å gjøre deg. Og det er umulig å vite hvor de vil ende opp neste.dette er ikke hele historien om materie, men det er historien om synlig materie. Forskere har lært at om lag 25 prosent av universets masse består av mørk materie-materie som ikke kan ses, men kan oppdages gjennom dens gravitasjonseffekter. Den eksakte naturen til mørk materie har ennå ikke bestemt seg. En annen 70 prosent av universet er en enda mer mystisk komponent kalt mørk energi, som virker mot tyngdekraften. Så «normal» materie utgjør maksimalt fem prosent av universet.