Selectați nivelul textului:
Materia alcătuiește tot ceea ce este vizibil în universul cunoscut, de la porta-potties la supernove. Și pentru că materia nu este niciodată creată sau distrusă, ea trece prin lumea noastră. Atomii care au fost într—un dinozaur cu milioane de ani în urmă—și într-o stea cu miliarde de ani înainte de asta-pot fi astăzi în interiorul vostru.
Materia este orice are masă și ocupă spațiu. Acesta include molecule, atomi, particule fundamentale și orice substanță pe care aceste particule o alcătuiesc. Materia își poate schimba forma prin schimbări fizice și chimice, dar prin oricare dintre aceste schimbări materia este conservată. Aceeași cantitate de materie există înainte și după schimbare—niciuna nu este creată sau distrusă. Acest concept se numește legea conservării masei.într-o schimbare fizică, proprietățile fizice ale unei substanțe se pot schimba, dar compoziția sa chimică nu. Apa, de exemplu, este alcătuită din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen. Apa este singura substanță cunoscută de pe Pământ care există în mod natural în trei stări: solid, lichid și gaz. Pentru a schimba între aceste stări, apa trebuie să sufere modificări fizice. Când apa îngheață, devine tare și mai puțin densă, dar este încă aceeași din punct de vedere chimic. Există același număr de molecule de apă prezente înainte și după schimbare, iar proprietățile chimice ale apei rămân constante.pentru a forma apa, atomii de hidrogen si oxigen trebuie sa sufere modificari chimice. Pentru ca o schimbare chimică să aibă loc, atomii trebuie fie să rupă legăturile și/sau să formeze legături. Adăugarea sau scăderea legăturilor atomice modifică proprietățile chimice ale substanțelor implicate. Atât hidrogenul, cât și oxigenul sunt diatomice—există în mod natural ca perechi legate (H2 și, respectiv, O2). În condițiile potrivite și cu suficientă energie, aceste legături diatomice se vor rupe și atomii se vor uni pentru a forma H2O (apă). Chimiștii scriu această reacție chimică ca:
2H2 + O2 2H2O
această ecuație spune că este nevoie de două molecule de hidrogen și o moleculă de oxigen pentru a forma două molecule de apă. Observați că există același număr de atomi de hidrogen și atomi de oxigen de ambele părți ale ecuației. În schimbările chimice, la fel ca în schimbările fizice, materia este conservată. Diferența în acest caz este că substanțele înainte și după schimbare au proprietăți fizice și chimice diferite. Hidrogenul și oxigenul sunt gaze la temperatură și presiune standard, în timp ce apa este un lichid incolor, inodor. ecosistemele au multe schimbări chimice și fizice care au loc dintr—o dată, iar materia este conservată în fiecare dintre ele-fără excepții. Luați în considerare un flux care curge printr—un canion-câte schimbări chimice și fizice se întâmplă la un moment dat?
În primul rând, să luăm în considerare apa. Pentru multe fluxuri de canion, apa provine de la cote mai mari și provine ca zăpadă. Desigur, nu acolo a început apa—a fost ciclată peste tot în lume de când Pământul a avut prima dată apă. Dar, în contextul pârâului canionului, a început în munți ca zăpadă. Zăpada trebuie să sufere o schimbare fizică—topirea-pentru a se alătura pârâului. Pe măsură ce apa lichidă curge prin canion, se poate evapora (o altă schimbare fizică) în vapori de apă. Apa oferă un exemplu foarte clar despre modul în care materia circulă prin lumea noastră, schimbându-și frecvent forma, dar niciodată dispărând.apoi, ia în considerare plantele și algele care trăiesc în și de-a lungul pârâului. Într-un proces numit fotosinteză, aceste organisme transformă energia luminii de la soare în energie chimică stocată în zaharuri. Cu toate acestea, energia luminii nu produce atomii care alcătuiesc acele zaharuri—care ar încălca legea conservării masei—pur și simplu furnizează energie pentru ca o schimbare chimică să aibă loc. Atomii provin din dioxidul de carbon din aer și din apa din sol. Energia luminii permite acestor legături să se rupă și să se reformeze pentru a produce zahăr și oxigen, așa cum se arată în ecuația chimică pentru fotosinteză:
6CO2 + 6h2o + lumină C6H12O6 (zahăr)+ 6O2
această ecuație spune că șase molecule de dioxid de carbon se combină cu șase molecule de apă pentru a forma o moleculă de zahăr și șase molecule de oxigen. Dacă ați aduna toți atomii de carbon, hidrogen și oxigen de ambele părți ale ecuației, sumele ar fi egale; materia este conservată în această schimbare chimică.
când animalele din și în jurul pârâului mănâncă aceste plante, corpurile lor folosesc energia chimică stocată pentru a-și alimenta celulele și pentru a se deplasa. Ei folosesc nutrienții din hrana lor pentru a crește și a—și repara corpul-atomii pentru celule noi trebuie să vină de undeva. Orice aliment care intră în corpul unui animal trebuie fie să părăsească corpul său, fie să devină parte a acestuia; Niciun Atom nu este distrus sau creat.Materia este, de asemenea, conservată în timpul schimbărilor fizice și chimice din ciclul rocilor. Pe măsură ce un pârâu se adâncește într-un canion, stâncile podelei canionului nu dispar. Sunt erodate de pârâu și transportate în bucăți mici numite sedimente. Aceste sedimente se pot așeza pe fundul unui lac sau iaz la capătul pârâului, acumulându-se în straturi în timp. Greutatea fiecărui strat suplimentar compactează straturile de sub el, adăugând în cele din urmă atât de multă presiune încât se formează noi roci sedimentare. Aceasta este o schimbare fizică pentru rocă, dar cu condițiile potrivite, roca se poate schimba și chimic. În ambele cazuri, materia din stâncă este conservată.
linia de jos este: Materia trece prin univers în multe forme diferite. În orice schimbare fizică sau chimică, materia nu apare sau dispare. Atomii creați în stele (cu foarte, foarte mult timp în urmă) alcătuiesc fiecare lucru viu și non—viu de pe Pământ-chiar și voi. Este imposibil să știi cât de departe și prin ce forme au călătorit atomii tăi pentru a te face. Și este imposibil să știi unde vor ajunge în continuare.
aceasta nu este întreaga poveste a materiei, cu toate acestea, este povestea materiei vizibile. Oamenii de știință au aflat că aproximativ 25% din masa universului constă din materie întunecată—materie care nu poate fi văzută, dar poate fi detectată prin efectele sale gravitaționale. Natura exactă a materiei întunecate nu a fost încă determinată. Un alt procent de 70% din univers este o componentă și mai misterioasă numită energie întunecată, care acționează în contradicție cu gravitația. Deci materia „normală” reprezintă cel mult cinci procente din univers.