Kami menjelaskan apa itu materi dan energi, karakteristik masing-masing dan bagaimana mereka dipelajari. Juga, hubungan antara keduanya.
Apa itu materi dan energi?
Kita semesta bilangan bulat terdiri dari urusan kamu Energi, dalam berbagai bentuk, presentasi dan kapasitasnya. Faktanya, dua disiplin ilmu dasar yang dengannya kita mencoba memahami hukum dasar yang mengaturnya, adalah fisik dan kimia, berurusan dengan hubungan antara dua elemen ini: the zat yang menyusun hal-hal dan kemampuan mereka untuk mentransfer panas atau buat pekerjaan.
Dari sudut pandang intuitif, kita memahami materi sebagai sesuatu yang dapat kita sentuh, yang konkret dan menempati tempat di alam semesta. Di sisi lain, energi tidak dapat disentuh, yang hanya dirasakan dalam manifestasinya yang berbeda: panas, lampu, pergerakan, dll. Hal-hal di sekitar kita memiliki pada saat yang sama massa sendiri dan sejumlah energi yang bervariasi, sebagian besar tergantung pada keadaan di mana mereka berada.
Ini adalah dua konsep dasar, terkait erat satu sama lain, di antaranya ada kesetaraan tertentu.Misalnya, adalah mungkin untuk mengubah massa menjadi energi, sesuatu yang terjadi setiap hari di dalam bintang, melalui reaksi nuklir yang intens, atau di dalam kita sendiri organisme, ketika kita menguraikan makanan yang kami telan dan ekstrak darinya energi kimia Untuk membuat kita tetap hidup
Urusan
Materi adalah apa yang membentuk makhluk hidup, benda, udara, dan banyak lagi.Materi didefinisikan sebagai sesuatu yang membentang di wilayah ruang-waktu tertentu, yang memiliki sejumlah energi tertentu dan tunduk pada perubahan dalam waktu. Namanya berasal dari bahasa Latin materi, "Ibu", karena ini tentang substansi matriks dari hal-hal, yaitu, dari apa yang berasal atau menyusunnya.
Secara umum, fisika mengaitkan tiga fitur atau sifat dasar materi:
- Ia memiliki massa spesifik, yang dibuktikan dengan berat, sebuah volume dan dimensi terukur.
- Ini menempati tempat di ruang angkasa, yang tidak dapat ditempati pada saat yang sama oleh benda lain.
- Berlama-lama di cuacaMeskipun tidak harus dengan cara yang sama: es tentu saja materi, dan tidak berhenti begitu ketika mencair atau ketika air yang membentuknya menguap. Ini perubahan kondisi fisik Anda (atau keadaan agregasi materi) tergantung pada jumlah energi yang Anda miliki.
Studi tentang materi berawal dari zaman klasik, dan menyita banyak pemikir dan filsuf sepanjang sejarah. Faktanya, orang Yunani kunolah yang pertama kali merumuskan teori atom, yaitu, mereka yang berpikir bahwa materi dapat terdiri dari partikel-partikel kecil dan tak terpisahkan dari berbagai jenis.
Ide ini diselamatkan jauh kemudian, dalam boom rasional abad ketujuh belas, dan mendasar dalam bidang studi kimia, pewaris pada gilirannya alkimia pertengahan.
Menurut model studi fisika saat ini, hanya sekitar 5% dari alam semesta yang cukup besar terdiri dari materi biasa, sedangkan apa yang disebut "materi gelap”Yang operasinya masih belum diketahui, menempati 23%. Yang terakhir ini dianggap sebagai bentuk materi non-massa, yaitu, tanpa massa, yang kehadirannya hanya dapat dipahami dengan cara mereka mempengaruhi. bintang dan energi di sekitar Anda.
Energi
Dalam fisika, energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha, yaitu bertindak, timbul atau bergerak. Benar-benar semua tubuh Mereka memiliki sejumlah energi tertentu, terkait dengan keadaan istirahat, gerakan atau getaran mereka, misalnya, tetapi yang memanifestasikan dirinya dengan cara yang sangat berbeda.
Dengan demikian, adalah mungkin untuk berbicara tentang banyak jenis energi: energi kalori, energi kimia, Energi kinetik, tenaga listrik, energi potensial, energi dalam, dll.
Kata energi berasal dari bahasa Yunani energik, "Aktivitas", istilah yang pertama kali muncul dalam tulisan Aristoteles (384-322 SM) pada abad keempat SM. C., dan direbut kembali oleh naturalis modern dan akhir Abad Pertengahan.
Telah diberi banyak nama lain sepanjang sejarah, seperti "kekuatan hidup" (berhadapan dengan hidup), "Kekuatan" atau bahkan "roh", tergantung pada konteksnya. Hal ini sebagian besar disebabkan oleh fakta bahwa studi tentang berbagai jenis energi memiliki asal-usulnya secara terpisah, karena semakin banyak bentuk energi yang ada di alam semesta ditemukan.
Energi dapat dirasakan, secara umum, dalam berbagai manifestasinya, karena secara abstrak ia bukanlah sesuatu yang dapat dilihat. Sebaliknya, panas, cahaya, gerakan, atau aktivitas dapat dirasakan dengan mata telanjang, dan pengaruhnya terhadap materi dapat dipelajari tanpa kesulitan. Dengan demikian, energi akan menjadi kuantitas fisik, yang dapat kita ukur dalam berbagai penampilannya.
Kita juga harus mempertimbangkan bahwa jumlah energi dalam sistem ia cenderung konstan, sehingga tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, hanya berubah. Faktanya, ia terus menerus bertransformasi sepanjang waktu: energi kimia yang tersimpan dalam makanan diubah menjadi energi mekanik saat kita bergerak, atau menjadi energi listrik di dalam tubuh kita. sistem saraf.
Begitu juga energi listrik dari steker diubah menjadi energi cahaya saat kita menyalakan lampu, atau menjadi energi panas berkat adanya pemanas air.
Materi dan energi
Hubungan antara materi dan energi telah menjadi objek studi fisikawan selama berabad-abad. Kita tahu bahwa perubahan tingkat energi materi mempengaruhi bentuk dan keadaan agregasinya, yang telah kita lihat sejak kita belajar melelehkan logam.
Kemudian, pengetahuan kimia memberi kita pemahaman yang jauh lebih besar tentang bagaimana mengubah materi: tidak lagi mengubah konfigurasi partikelnya, tetapi memutuskan hubungan antar partikel. atom dan mendapatkan zat yang berbeda.
Faktanya, pencapaian terbesar umat manusia dalam hal itu adalah penemuan energi Atom dan manipulasinya untuk tujuan damai, yaitu dalam pembangunan pembangkit listrik di mana atom-atom berat melebur untuk menghasilkan energi panas dalam jumlah besar.
Semua ini dimungkinkan berkat teori Albert Einstein (1879-1955) dan fisikawan penting lainnya, dan terutama formula mereka untuk kesetaraan antara massa dan energi (E = mc2), yang dikenal sebagai Teori relativitas.