Selgitame, mis on aine ja energia, millised on igaühe omadused ja kuidas neid uuriti. Samuti nende kahe suhe.
Mis on aine ja energia?
Meie universum täisarv koosneb asja Y Energia, selle paljudes vormides, esitlustes ja võimsustes. Tegelikult on kaks põhidistsipliini, mille abil me püüame mõista seda reguleerivaid põhiseadusi füüsiline ja keemia, käsitleda nende kahe elemendi vahelisi seoseid: aine mis komponeerib asju ja nende võimet üle kanda soojust või teha a töö.
Intuitiivsest vaatenurgast mõistame mateeriat kui seda, mida saame puudutada, mis on konkreetne ja millel on universumis koht. Teisest küljest ei saa puudutada energiat, mida tajutakse ainult selle erinevates ilmingutes: soojus, valgus, liikumine, jne. Meid ümbritsevatel asjadel on samal ajal a mass oma ja muutuv kogus energiat, mis sõltub suuresti nende olekust.
Need on kaks üksteisega tihedalt seotud põhimõistet, mille vahel on teatud samaväärsused.Näiteks on võimalik massi muundada energiaks, mis toimub keha sees iga päev tähed, intensiivsete tuumareaktsioonide kaudu või meie enda sees organismid, kui me lagundame toit mida me neelame ja neist eraldame keemiline energia Et meid elus hoida
Asi
Aine on see, mis koosneb elusolenditest, esemetest, õhust ja muust.Aine on defineeritud kui see, mis ulatub teatud aegruumi piirkonnas, millel on teatud hulk energiat ja mis on allutatud muudatusi ajal. Selle nimi pärineb ladina keelest mater, "Ema", kuna see puudutab sisu maatriks asjadest, st sellest, millest need alguse saavad või moodustavad.
Üldiselt omistab füüsika ainele kolm põhitunnust või omadust:
- Sellel on spetsiifiline mass, mida tõendab a kaal, a maht ja kvantifitseeritavad mõõtmed.
- See hõivab koha ruumi, mida ei saa samal ajal hõivata teine asutus.
- Viibib ilmKuigi mitte tingimata samamoodi: jää on kindlasti mateeria ja see ei lakka olemast, kui see sulab või kui vesi, millest see koosneb, aurustub. Need muutused teie füüsilises seisundis (või aine agregatsiooni olek) sõltuvad teie energia hulgast.
Aine uurimine pärineb klassikalisest antiigist ning on läbi ajaloo hõivanud paljusid mõtlejaid ja filosoofe. Tegelikult olid iidsed kreeklased need, kes selle esimest korda sõnastasid atomistlik teooriast need, kes arvasid, et aine võib koosneda erinevat tüüpi pisikestest ja jagamatutest osakestest.
See idee päästeti palju hiljem, buumi ajal ratsionalist XVII sajandist ja oli keemia uurimise valdkonnas põhiline, pärija omakorda alkeemia keskaegne.
Praeguste füüsika uurimismudelite järgi koosneb vaid umbes 5% märgatavast universumist tavaline aine, samas kui nn.tumeaine"Kelle tegevus on veel teadmata, võtab 23%. Viimane peaks olema aine mittemassiline vorm, st ilma massita, mille olemasolu saab aimata vaid viisist, kuidas nad mõjutavad. tähed ja teid ümbritsev energia.
Energia
Füüsikas defineeritakse energiat kui võimet teha tööd, see tähendab tegutseda, tekkida või liikuma panna. Absoluutselt kõik kehad Neil on teatud hulk energiat, mis on seotud näiteks nende puhkeseisundi, liikumise või vibratsiooniga, kuid mis avaldub väga erineval viisil.
Seega võib rääkida paljudest energialiikidest: kalorienergia, keemiline energia, Kineetiline energia, elektrienergia, potentsiaalne energia, siseenergia jne.
Sõna energia tuleb kreeka keelest energiline, "Tegevus", termin, mis ilmus esmakordselt Aristotelese (384-322 eKr) kirjutistes neljandal sajandil eKr. C. ning kaasaegsete ja hiliskeskaja loodusteadlaste poolt uuesti üle võetud.
Sellele on ajaloo jooksul antud palju muid nimesid, näiteks "elav jõud" (vis viva), "Võim" või isegi "vaim", olenevalt kontekstist. See on suuresti tingitud asjaolust, et erinevate energialiikide uurimine sai alguse eraldi, kuna avastati üha rohkem universumis leiduvaid energiavorme.
Energiat saab üldiselt tajuda selle erinevates ilmingutes, kuna abstraktselt pole see midagi tajutavat. Selle asemel saab palja silmaga tajuda soojust, valgust, liikumist või aktiivsust ning nende mõju ainele saab raskusteta uurida. Seega muutuks energia füüsikaliseks suuruseks, mida saame mõõta selle erineva välimusega.
Samuti peame arvestama, et energia hulk süsteem see kipub olema konstantne, nii et seda ei saa luua ega hävitada, vaid ainult transformeerida. Tegelikult on see kogu aeg pidevas muutumises: toidus talletatud keemiline energia muundatakse liikumisel mehaaniliseks energiaks või meie kehas elektrienergiaks. närvisüsteem.
Samuti muundatakse pistikust saadav elektrienergia lambi sisselülitamisel valgusenergiaks või tänu veesoojendile soojusenergiaks.
Mateeria ja energia
Aine ja energia suhted on olnud füüsikute uurimisobjektiks sajandeid. Teame, et aine energiataseme muutus mõjutab selle kuju ja agregatsiooni olekut, mida oleme näinud alates sellest, kui õppisime metalle sulatama.
Hiljem andsid teadmised keemiast meile palju suurema arusaama, kuidas ainet muuta: mitte enam muuta selle osakeste konfiguratsiooni, vaid katkestada seosed osakeste vahel. aatomid ja saada erinevaid aineid.
Tegelikult on inimkonna suurim saavutus selles vallas olnud selle avastamine aatomienergia ja selle manipuleerimine rahumeelsetel eesmärkidel, st elektrijaamade ehitamisel, kus rasked aatomid sulanduvad, tekitades suures koguses soojusenergiat.
Kõik see sai võimalikuks tänu Albert Einsteini (1879-1955) ja teiste oluliste füüsikute teooriatele ning eelkõige nende massi ja energia võrdväärsuse valemile (E = mc2), mida tuntakse kui Relatiivsusteooria.