1

Materią jest wszystko, co ma masę i zajmuje objętość, wszystko, czego możesz dotknąć. Materia składa się z wszystkich materiałów dokoła nas - gazów, cieczy i ciał stałych o różnych kształtach i wymiarach.

Jak ta materia jest zbudowana, jakie są jej najmniejsze cegiełki?

Atom Najmniejszym składnikiem materii jest atom.

Budowa atomu Atom zbudowany jest z dodatnio naładowanego jądra i zajmujących przestrzeń poza jądrem elektronów. Jądro składa się z protonów i neutronów, czyli nukleonów.

Atomowa jednostka masy to międzynarodowa jednostka masy atomowej równa 1/12 masy atomu węgla 12C: 1 u = 1,66 · 10–27 kg

Model atomu Według naukowców atom zbudowany był z centralnie umieszczonego jądra zawierającego protony o ładunku dodatnim i elektrycznie obojętne neutrony oraz z krążących wokół jądra ujemnych elektronów.

Rozmiary atomów Atomy mają bardzo małe rozmiary – przeciętnie jest to około jednej dziesięciomiliardowej metra .Tę jednostkę nazywa się często „angstremem” i oznacza literą A z kółeczkiem na górze - Å.

Atom tlenu Ma rozmiar ok. 0,60 Å.

Atom wodoru Ma rozmiary zbliżone do 0,37 Å.

Historia atomu 1) 460 - 370 p.n.e. Demokryt rozwinął teorie, według której wszechświat składa się z pustej przestrzeni i niemal nieskończonej liczby niewidzialnych cząstek, które różnią się miedzy sobą kształtem, położeniem i uporządkowaniem. Są to atomy. 2) 1805 Dalton. Ułożenie teorii atomistycznej. 3)1874 George Stoney stworzył teorie elektronu i wyznaczył jego masę. 4) 1898 Joseph Thompson zmierzył własności elektronu i stworzył swój model "ciasta z rodzynkami" budowy atomu -- naładowanej dodatnio kuli z ujemnymi rodzynkami-elektronami wewnątrz niej.

Historia atomu 5) 1903 Thomson zaproponował model budowy atomu. 6) 1911 Ruthendorf zaproponował jądrowy model atomu. 7) 1913 Niels Bohr tworzy kwantowy model atomu. 8) 1919 Ernest Rutherford dostarcza pierwszej wskazówki istnienia protonu. 9) 1921 James Chadwick i E.S. Bieler wnioskują o istnieniu sil jądrowych, które utrzymują jadro atomowe w całości. 10) 1925 Wolfgang Pauli formułuje zasadę dla elektronów w atomie, znana dziś jako zakaz Paukiego. 11) 1931 Paul Dirac stwierdza, ze dodatnie cząstki wynikające z jego równania powinny istnieć (i nadaje im nazwę "pozytony"). Są one identyczne z elektronami, ale o dodatnim ładunku. Jest to pierwszy przykład antycząstki.

Cała materia otaczającego nas świata występuje w trzech dobrze znanych stanach skupienia: stałym, ciekłym i gazowym.

Dostarczaniem/odbieraniem ciepła Stany skupienia zmieniają się bardzo często, jednak tylko pod dwoma wpływami: Dostarczaniem/odbieraniem ciepła Zmianą ciśnienia

Nazwy zmian stanów skupienia Sublimacja – przemiana fazowa bezpośredniego przejścia ze stanu stałego w stan gazowy z pominięciem stanu ciekłego. Resublimacja - przemiana fazowa odwrotna od sublimacji, tzn. bezpośredniego przejścia ze stanu gazowego w stan stały. Parowanie - proces zmiany stanu skupienia, przechodzenia z fazy ciekłej danej substancji w fazę gazową (parę) zachodzący z reguły na powierzchni cieczy. Skraplanie – zjawisko zmiany stanu skupienia, przejścia substancji z fazy gazowej w fazę ciekłą. Topnienie – przemiana fazowa, polegająca na przejściu substancji ze stanu stałego w stan ciekły. Krzepnięcie – proces przechodzenia ciała ze stanu ciekłego w stan stały

własności pośrednie między CIECZE To ciała wykazujące własności pośrednie między gazami i ciałami stałymi.

Właściwości cieczy - ciecze przyjmują kształt naczynia, w którym się znajdują, lecz nie wypełniają całej jego objętości (co odróżnia je od gazów), - jednocześnie cząsteczki cieczy wykonują bezładne ruchy, dzięki czemu nie tworzą sztywnej sieci (charakterystycznej dla ciał stałych),

- trudno zmienić ich objętość, - łatwo zmienić kształt,

- niektóre ciecze są przezroczyste,

- charakteryzuje je duża rozszerzalność temperaturowa, tzn - charakteryzuje je duża rozszerzalność temperaturowa, tzn. że ciecze pod wpływem temperatury zmieniają swoją objętość.

Zmiana stanu skupienia wody Parowanie - przejście substancji ze stanu ciekłego do stanu gazowego. Kondensacja (skraplanie) - czyli przechodzenie substancji z postaci gazowej do postaci ciekłej. Topnienie - jest to przejście ciała ze stanu stałego do stanu ciekłego. Krzepnięcie - zamiana cieczy w ciało stałe. Wrzenie - proces parowania cieczy w całej jej objętości.

Budowa cząsteczki wody (tlenku wodoru) jest bardzo prosta, a jednocześnie pod wieloma względami doskonała.

Ciała stałe

Co to jest ciało stałe? Substancja która nie jest ani gazem ani cieczą. Do ciał stałych zaliczamy: węgiel, drewno, lód i sól. Ciała stałe mają swój określony kształt.

Właściwości Ciała stałe posiadają kształt ,który nie zmienia się samorzutnie. Ciała stałe nie zmieniają się samorzutnie, wynika to z ich wewnętrznej budowy . Zbudowane są z drobin bardzo ciasno upakowanych i bardzo silnie przyciągających się. Dlatego zmiana kształtu wymaga użycia siły. Im silniej te drobiny się przyciągają ,tym twardsze jest ciało stałe.

Każde ciało stałe ma określoną masę i ciężar. Masa - to wielkość fizyczna opisująca dane ciało. Każde ciało utworzone jest z określonej liczby cząsteczek. Ciężar to siła z jaką Ziemia lub inne ciało niebieskie przyciąga dane ciało. Ciężar ciała obliczamy według wzoru Fg = m * g . m- masa ciała; g- siła grawitacji

Różne ciała stałe posiadają różną gęstość. Gęstość substancji określamy jako stosunek masy substancji do zajmowanej przez nią objętości p= m / v Jednostką gęstości jest kilogram na metr sześcienny . Gęstość ciał stałych można wyznaczyć przez ważenie ciał o znanej objętości.

Objętość ciał o regularnych kształtach możemy wyznaczyć ze wzorów: Objętość ciała –miara przestrzeni zajmowanej przez ciało. Ciała stałe nie zmieniają samorzutnie swojej objętości. Objętość ciał o regularnych kształtach możemy wyznaczyć ze wzorów:

Objętość sześcianu V sześcianu = a3

Objętość prostopadłościanu (klocka) V prostopadłościanu = a · b · c

Objętość kuli (także sfery) V= 4/3* п*R3 R - promień kuli

Objętość walca lub prostopadłościanu: V = P podstawy · h   (h - wysokość,  P podstawy  - pole podstawy)

Objętość stożka lub ostrosłupa: V =  Pp · h  / 3      (h - wysokość,  Pp  - pole podstawy)

Objętość ciał stałych o nieregularnych kształtach Wyznaczamy korzystając z prawa Archimedesa: na każde ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu równa ciężarowi płynu wypartego przez to ciało.

Wzór na wyznaczanie objętości ciał o nieregularnym kształcie Do cylindra miarowego nalej wody i odczytaj jej poziom . Zanurz w cylindrze bryłkę plasteliny zawieszonej na nitce . Ponownie odczytaj poziom wody . V<plasteliny>= V<wody>+<plasteliny>- V<wody>

GAZY

Co to są gazy? Gaz –stan skupienia materii, w którym ciało fizyczne łatwo zmienia kształt i zajmuje całą dostępną mu przestrzeń. Właściwości te wynikają z własności cząsteczek, które w fazie gazowej mają pełną swobodę ruchu. Wszystkie one cały czas przemieszczają się w przestrzeni zajmowanej przez gaz i nigdy nie zatrzymują się w jednym miejscu.

Ruch cząsteczek w gazach Między cząsteczkami nie występują żadne oddziaływania dalekozasięgowe, a jeśli, to bardzo słabe. Jedyny sposób, w jaki cząsteczki na siebie oddziałują, to zderzenia. Oprócz tego, jeśli gaz jest zamknięty w naczyniu, to jego cząsteczki stale zderzają się ze ściankami tego naczynia, wywierając na nie określone i stałe ciśnienie.

Właściwości gazów - łatwo zmieniają kształt, - zajmują całą dostępną im przestrzeń, - cały czas się przemieszczają i nigdy nie zatrzymują się w jednym miejscu, - podobnie jak ciecze dostosowują się do kształtu naczynia, w którym się znajdują, - łatwo zmieniają objętość, tzn. są ściśliwe i rozprężliwe, - są złymi przewodnikami ciepła i prądu elektrycznego, - wywierają nacisk na ciała, które się w nich znajdują, - cechuje je rozszerzalność temperaturowa, - niektóre z nich są łatwopalne.

W gazach występuje zjawisko dyfuzji Jest to proces samorzutnego rozprzestrzeniania się cząsteczek jednej substancji względem drugiej. Dzięki dyfuzji w naszym organizmie zachodzi proces wymiany gazowej. Zapach może rozprzestrzeniać się w powietrzu.

Jesteśmy otoczeni mieszaniną gazów, czyli powietrzem. Powietrze jest bezbarwne, bezwonne, bez smaku, słabo rozpuszczalne w wodzie. Skroplone powietrze jest bladoniebieskie. Gęstość powietrza zależy od ciśnienia, temperatury oraz składu; dla suchego powietrza, przy ciśnieniu atmosferycznym, na poziomie morza, w temperaturze 20 °C wynosi 1,2 kg/m³. Temperatura topnienia zestalonego powietrza wynosi około −213 °C, a temperatura wrzenia około −191 °C.

Skład powietrza

Jednym słowem materia to wszystko co nas otacza!

46