Vi forklarer, hvad stof er i fysik, og hvad dets egenskaber er. Hertil kommer de stater, den præsenterer, og dens struktur.
Hvad er stof (fysik)?
Ifølge tilgangen til fysisk, sag refererer til enhver enhed, der er udstyret med masse egen og i stand til at besætte en plads på et bestemt tidspunkt. Alle fysiske genstande er lavet af stof, fra en bil til en atom og partikler elementaler, der udgør det.
Begrebet stof inden for fysikken er blevet defineret og omdefineret gennem århundreder, fra oldtiden (da forestillingen om atomer opstod) til Isaac Newtons og senere Albert Einsteins tid. Opdagelsen af subatomært stof og indvielsen af partikelfysik har været den mest revolutionerende begivenhed på området, når det kommer til at tænke på stof.
Derfor var den oprindelige definition af stof, som vi gav, tilstrækkelig for de klassiske grene af fysik, men den er problematisk inden for videnskabens område. kvantemekanik, hvor begreberne "masse" og "rum" er meget mere komplicerede.
Karakteristika for stof i fysik
Stof har visse specifikke egenskaber, såsom masse og bind, det vil sige, at materien optager en område bestemt i rum-tid. Det betyder, at stof har målbare egenskaber, som f.eks proportioner (længde, bredde, højde), den massefylde, det vægt, hårdhed, fluiditet, formbarhed, blandt mange andre. At kende stof er at forstå præcis dets fysiske egenskaber, radikalt forskellige fra dem, som f.eks Energi.
På den anden side skal stof være i en af de kendte tilstande eller faser i henhold til fordeling, gruppering og egenskaber af dets partikler. Således præsenteres sagen i staten solid, væske Y gasformig, selvom den også under visse ekstreme tryk- og temperaturforhold kan findes i en tilstand plasmatisk (ioniseret gas). Der er andre mere komplekse stoftilstande, der studeres i avancerede fysikområder, og som er ustabile.
Ud over materien er der antistof, hvilket kan forstås som stof sammensat af antipartikler. For hver elementær partikel, der eksisterer, er der en anden identisk men med elektrisk ladning modsat, hvilket forårsager udslettelse af begge, når de interagerer.
Materialets tilstand
Der er tre hovedtilstande af stof ifølge fysik: fast, flydende og gasformig, selvom der også er andre mindre hyppige tilstande, såsom plasma eller fermioniske kondensater, der kun kan reproduceres i laboratoriet. Hver fysisk tilstand har forskellige karakteristika, der har meget at gøre med, hvordan partiklerne i det undersøgte system er arrangeret i rummet og den energi, de har.
- Solid. Partiklerne af fast stof er meget, meget tæt på hinanden, bytte for meget stærke tiltrækningskræfter. Derfor opfører de sig som en enkelt krop, med stor samhørighed, massefylde og en konstant form. De udviser modstandsdygtighed over for fragmentering og har lav eller ingen fluiditet: de kan ikke komprimeres, og når de brydes eller fragmenteres, opnås andre faste stoffer af mindre størrelse fra dem.
- Væsker. Partiklerne af flydende stof holdes sammen af tiltrækningskræfter, meget svagere og mindre ordnede end faste stoffers. Af denne grund mangler væsker en fast og stabil form, samt sammenhæng og udholdenhed, så de får formen af den beholder, der indeholder dem. De har stor flydeevne (de kan indsættes i små rum) og en overfladespænding, der får dem til at klæbe til overflader, de er ikke særlig komprimerbare og med undtagelse af VandDe har tendens til at trække sig sammen i nærvær af kulde.
- Gasser. Partiklerne af gasformigt stof er i en sådan sprednings- og afstandstilstand, at de næppe formår at blive fuldstændig sammen: Tiltrækningskraften mellem dem er svag, hvilket forårsager en tilstand af uorden mellem dem. Undlader at komme sammen og danne en massiv kompakt krop, den tyngdekraft det har ingen nævneværdig effekt på dem. De optager et meget større volumen end væsker og faste stoffer, da de har tendens til at udvide sig, indtil de optager hele plads der indeholder dem. De mangler en fast form og volumen og er nogle gange farveløse og/eller lugtløse.
Stof kan transformeres fra en tilstand til en anden, blot ved at ændre betingelserne for temperatur Y Tryk som du er til. Dens kemiske egenskaber vil dog forblive de samme.
Stoffets struktur
Alt kendt stof er sammensat af mikroskopiske enheder kaldet atomer dannet igen af tre subatomære partikler:
- Elektroner. Forsynet med en negativ ladning og lille størrelse kredser disse partikler om atomets kerne i et sæt baner kaldet orbitaler, med en større eller mindre mængde Energi i henhold til dens nærhed eller dens afstand fra kernen.
- Protoner. Forsynet med en positiv ladning og større findes de i atomets kerne og udgør hovedparten af dets masse og vægt.
- Neutroner. Uden nogen elektrisk ladning findes de i atomets kerne sammen med protonerne, hvilket giver masse og vægt til atomet, selvom de ikke påvirker dets elektromagnetisme.
Afhængigt af antallet af elektroner, protoner og neutroner, som et atom har, vil det udgøre kemiske grundstoffer kendt og kategoriseret i det periodiske system. For eksempel er det enkleste atom, der findes, brint, som kun har én elektron og én proton.