Materie und Energie

Materie und Energie sind Teil des Universums: die Materie gibt Struktur während Energie gibt dir die Fähigkeit, dich zu verändern. Als das Universum entstand, war alles konzentrierte Energie. Während es sich ausdehnte und abkühlte, wurde Materie aus Energie gebildet.

Ein einfacher Weg zu verstehen, was Materie und was Energie ist, ist der folgende:

• eine Frucht und ein Tisch sind Materie;
• Die Fähigkeit der Frucht, vom Tisch zu fallen und ein Tier zu treffen, ist Energie. Die Fähigkeit von Obst, als Nahrung zu dienen, ist Energie.
• Die Kapazität, mit der ein Tisch (wenn er verbrannt wird) einen Raum heizt, ist Energie. Die Fähigkeit des Tisches, ein Fenster zu brechen, ist Energie.

	Angelegenheit	Energie
Definition	Das, was als Konstruktion der Natur dient.	Fähigkeit, einen Job zu machen.
Bestandteile	Atome, Moleküle, subatomare Teilchen	Hat nicht
Typen oder Formen	Fester Zustand Flüssigen Zustand Gaszustand Plasma	Kinetische Energie Potenzielle Energie
Maßeinheit	Massenmessungen: Gramm, Kilogramm, Mikrogramm. Volumenmessungen: Liter, Kubikmeter, Milliliter.	Joule Kalorie Elektronenvolt
Beispiele	Wasser, Luft, Sand, Steine, Planeten, Computer, Papier, Pflanzen, Tiere.	Licht, Wärme, Magnetismus, Mikrowellenwellen, Elektrizität.

Was ist los?

Materie ist alles, was aus subatomaren Teilchen besteht und einen Raum einnimmt, auch wenn er extrem klein ist: Ein Elektron, ein Proton, ein Neutron und alles, was daraus aufgebaut werden kann, ist Materie. Zum Beispiel besteht ein Tisch aus Molekülen, aus denen Holz, Eisennägel und andere Elemente bestehen, die Materie sind..

Der Begriff "Materie" leitet sich vom Lateinischen ab mater was bedeutet "Mutter". Dies bedeutet, dass Materie die "Mutter" von allem um uns herum ist. Zum Beispiel ist Luft, obwohl wir sie nicht sehen können, Materie, weil sie aus Molekülen von Stickstoff, Sauerstoff und anderen Gasen besteht. Das Telefon, der Computer, Lebensmittel, Tiere und Gebäude sind Beispiele für Materie..

Das Materie kann Energie absorbieren. Ein klares Beispiel dafür ist, was passiert, wenn wir Lebensmittel in die Mikrowelle stellen:

• Das Wasser in der Nahrung absorbiert die Energie der Mikrowellenwellen.
• Die Energie im Wasser wird auf den Rest der Lebensmittelmoleküle übertragen.

Durch diese Energieübertragung steigt die Temperatur an. Essen zubereiten.

Gesetz der Erhaltung der Materie

Das Gesetz der Erhaltung der Materie legt fest, dass Materie weder geschaffen noch zerstört wird, sondern transformiert wird. Wenn beispielsweise ein Stück Holz in einem geschlossenen System vollständig verbrannt wird und die Asche, das Kohlendioxid und andere Verbindungen im Rauch gewogen werden, entspricht die Summe der Massen ungefähr der Masse des ursprünglichen Holzstücks..

Was sind die Eigenschaften der Materie??

• Es hat Masse: Es ist die Menge an Materie, zum Beispiel hat ein Elektron eine Masse von 9 x 10^-31 kg, ein Liter Wasser hat eine Masse von 1 kg, die Sonne hat eine Masse von 1,9 x 10³⁰ kg.
• Es hat physikalische Eigenschaften, in denen unter anderem Dichte, elektrische Leitfähigkeit, Schmelz- oder Siedepunkt, Flüchtigkeit und Härte genannt werden können..
• Es hat chemische Eigenschaften: Materie kann durch chemische Reaktionen wie Verbrennung, Oxidation, Zersetzung umgewandelt werden.

Was sind die Zustände der Materie??

Materie kommt in verschiedenen Formen oder Zuständen vor:

• Solide: Atome und Moleküle sind so gepackt, dass ihre Bewegung eingeschränkt ist.
• Flüssigkeit: Die Atome und Moleküle einer Flüssigkeit können sich frei bewegen, obwohl sie zusammen gruppiert sind.
• Gas: Atome und Moleküle sind voneinander getrennt und unterliegen keinen Bewegungseinschränkungen.
• Plasma: Die Atome von Gasen sind ionisiert. Dies ist der Stand der Materie für einen Großteil des Universums; Wir bekommen es in den Sternen, im Blitz und in den Auroren.
• Bose-Einstein-Kondensat: Wenn sich eine Menge von Atomen auf dem absoluten Nullpunkt (-273 ºC) befindet, sind sie so gepackt und unbeweglich, dass sie wie ein einzelnes Atom aussehen.
• Flüssigkristalle: Es ist der Zwischenzustand der Materie zwischen fest und flüssig, ohne zu einem der beiden zu gehören. Wir finden es auf Flachbildfernsehern, Computerbildschirmen und Uhren.

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Was ist Energie??

Die wissenschaftliche Definition von Energie ist Fähigkeit, einen Job zu produzieren. In diesem Sinne wird Arbeit als jeder Prozess verstanden, bei dem ein Körper verschoben oder deformiert wird. Zum Beispiel ist die Fähigkeit eines Steins auf einem Berg, Bäume zu fallen und Bäume zu fällen, was Arbeit wäre, seine Energie.

Energieeinsparungsgesetz

Das Energieerhaltungsgesetz oder das Energieerhaltungsprinzip besagt, dass der Energiegehalt eines Systems konstant bleibt. Das heißt, Energie wird weder erzeugt noch zerstört.

Zum Beispiel ist mit einer bestimmten Menge Benzin eine X-Menge chemischer Energie verbunden. Wenn wir das Fahrzeug starten, wird die Energie im Benzin nicht zerstört, sondern in kinetische Energie umgewandelt, um das Fahrzeug und die Wärmeenergie zu bewegen. Die Summe der kinetischen Energie plus der Wärmeenergie des Fahrzeugs entspricht der Menge der chemischen Energie des Benzins, sie kann weder mehr noch weniger sein.

Was sind die Eigenschaften der Energie?

• Die Energiemenge, die ein Körper besitzt, ist begrenzt: Die Frucht auf dem Tisch hat eine Energie, die durch ihre Masse und den Abstand vom Tisch zum Boden begrenzt ist.
• Energie wird in verschiedene Formen umgewandelt: Die chemische Energie von Benzin wird in kinetische Energie umgewandelt, wenn sich ein Kolben im Auto bewegt.
• Es gibt verschiedene Energiequellen wie Sonne, Wind und Öl.
• Es kann gespeichert werden: Chemische Energie wird in elektrischen Batterien gespeichert, in Wasserkraftwerken wird die Energie des Gravitationspotentials von Wasser gespeichert.

Energieformen

Energie kann in verschiedenen Formen dargestellt werden:

• Potenzielle Energie: Es ist die Energie, die mit einem Körper in Bezug auf einen anderen Referenzkörper verbunden ist. Beispielsweise ist die potentielle Gravitationsenergie die Energie eines Körpers in Bezug auf seine Position auf der Erde. Je höher er ist, desto mehr potentielle Energie besitzt er.
• Kinetische Energie: Es ist die Energie, die mit der Bewegung von Körpern verbunden ist. Wenn beispielsweise das Wasser eines Flusses die Felsen in Bewegung setzt, hat es kinetische Energie.
• Mechanische Energie: Wenn sich ein Wagen oben auf einer Achterbahn befindet, hat er potentielle Energie, die sich in kinetische Energie umwandelt, wenn der Wagen herunterfährt und eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht. In diesem Fall hat der Wagen eine mechanische Energie, die gleich der Summe aus kinetischer Energie und potentieller Energie ist..
• Strahlungsenergie: Sonnenlicht erreicht die Erde als Strahlungsenergie.
• Wärmeenergie: Wenn wir uns mit einer Wärmflasche erwärmen, nutzen wir Wärmeenergie.
• Kernenergie: Wenn ein Atomkern bricht oder verschmilzt, setzt er Kernenergie frei.
• Chemische Energie: Wenn Glukose in Zellen in Kohlendioxid umgewandelt wird, wird die zwischen den Atomen des Moleküls gefundene Energie als chemische Energie freigesetzt.
• Elektrische Energie: Wenn sich die Teilchen mit einer positiven oder negativen Ladung bewegen, sind wir in der Gegenwart von Elektrizität oder elektrischer Energie.

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Wie ist die Beziehung zwischen Materie und Energie??

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts zeigte der theoretische Physiker Albert Einstein (1879-1955), dass Materie in Energie umgewandelt wird und dass Energie in Materie umgewandelt werden kann. Diese Äquivalenz ist bekannt als die "Relativitätstheorie" und es wird in der berühmten Gleichung ausgedrückt:

E = m.c.^zwei,

wo UND steht für Energie, m repräsentiert Masse und c ist die Lichtgeschwindigkeit.

Das bekannteste Beispiel für die Umwandlung von Materie in Energie Es ist die Fusionsreaktion von Wasserstoffkernen in Sternen. Es ist diese Energie in der Sonne, die das Leben auf der Erde erhält..

Denken wir daran, dass es in den Ursprüngen des Universums nur Energie gab, die später in Materie umgewandelt wurde. Experimentell, Energie wird in Materie umgewandelt wenn ein Photon (ein energiereiches Teilchen) einen Atomkern passiert und ein Teilchen Materie (Elektron) und ein Teilchen Antimaterie (Positron) erzeugt.

Vielleicht möchten Sie Folgendes wissen:

• Physikalische und chemische Eigenschaften von Materie.
• Kinetische und potentielle Energie.

Verweise

Karam, P.A., Stein, B.P. (2011). Wissenschaftliche Grundlagen: Materie und Energie. Chelsea House. New York.