Περιεχόμενα της ενότητας
Στην ενότητα αυτή θα μάθεις:
για τα υλικά σώματα και τις ιδιότητές τους
τη δομή της ύλης
Τη φυσική κατάσταση των υλικών σωμάτων
Α. ΤΑ ΥΛΙΚΑ ΣΩΜΑΤΑ ΚΑΙ ΟΙ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΟΥΣ
Ύλη είναι ο,τιδήποτε υπάρχει στο Σύμπαν. Εμείς είμαστε φτιαγμένοι από ύλη, η γη κάτω από τα πόδια μας είναι φτιαγμένη από ύλη.
Υλικά Σώματα είναι όλα τα σώματα που έχουν μάζα και καταλαμβάνουν χώρο.
Όλα τα σώματα που:
- έχουν μάζα
- έχουν όγκο
πρέπει να είναι υλικά σώματα
Τα υλικά σώματα έχουν κάποια χαρακτηριστικά τα οποία τα κάνουν να ξεχωρίζουν από τα άλλα υλικά σώματα. Αυτά τα χαρακτηριστικά είναι οι χαρακτηριστικές τους ιδιότητες.
Όταν καμιά φορά συμβεί μία αλλαγή σε ένα υλικό σώμα, τότε αυτό είναι μία «μεταβολή».
Το υλικό σώματα αλλάζουν συνεχώς, κάποια πολύ γρήγορα και άλλα αργά:
- Τα δέντρα με το χρόνο ψηλώνουν και μεγαλώνουν, όπως και τα ζώα και οι άνθρωποι.
- Η θάλασσα άλλες φορές είναι ήρεμη και άλλες φουρτουνιασμένη.
- Η γη ταράζεται από τους σεισμούς και τις εκρήξεις ηφαιστείων.
Πολλές φορές τα υλικά σώματα αλληλεπιδρούν και παράγουν νέα υλικά σώματα.
Στην Φυσική και τη Χημεία κάθε μεταβολή είναι και ένα «Φαινόμενο»
Παρατηρούμε την εξέλιξη των φαινομένων και προσπαθούμε να τα αναγνωρίζουμε και να τα εξηγούμε, ώστε να γίνει η ζωή μας πιο εύκολη, πιο ευχάριστη και περισσότερο ασφαλής. Δεν πρέπει να μάθουμε να αναγνωρίζουμε τις ιδιότητες των υλικών σωμάτων, ώστε να κατανοούμε καλύτερα τη λειτουργία της φύσης και να μάθουμε να την προστατεύουμε ώστε να προστατευτούμε και εμείς;
Ύλη και Ενέργεια: οι δύο όψεις του ίδιου νομίσματος
Κάθε υλικό σώμα περικλείει ενέργεια την οποία μπορούμε να εκμεταλλευτούμε με τη βοήθεια φαινομένων, όπως η καύση και οι πυρηνικές αντιδράσεις για τις ανάγκες μας.
Όταν καίμε ξύλο, κάρβουνο ή πετρέλαιο, απελευθερώνεται, κυρίως σαν θερμότητα, η ενέργεια που βρίσκεται «κρυμμένη» μέσα στο σώμα.
Οι άνθρωποι καταναλώνουν τροφή προκειμένου να αποκτήσουν την ενέργεια που χρειάζονται για να ζήσουν και τα αυτοκίνητα «τρώνε», δηλαδή καταναλώνουν βενζίνη για να κινηθούν.
- Η ύλη μπορεί να μετατραπεί σε ενέργεια και η ενέργεια σε ύλη.
Αυτή είναι η βασική αρχή στην οποία στηρίζεται η λειτουργία του σύμπαντος.
Οι ποσότητες ύλης οι οποίες μετατρέπονται σε ενέργεια, συνήθως, είναι πάρα πολύ μικρές.
Οι ιδιότητες των υλικών σωμάτων
Οι ιδιότητες των υλικών σωμάτων μας βοηθούν να τα περιγράφουμε.
Όλα τα υλικά σώματα έχουν ορισμένες χαρακτηριστικές ιδιότητες:
- Έχουν οπωσδήποτε όγκο
- Έχουν οπωσδήποτε μάζα
- Έχουν οπωσδήποτε πυκνότητα
Επίσης, τα υλικά σώματα έχουν σε κάθε στιγμή συγκεκριμένη φυσική κατάσταση, δηλαδή είναι στερεά, υγρά ή αέρια, καθώς μπορεί να έχουν και άλλες ιδιότητες, όπως:
- χρώμα
- γεύση
- σκληρότητα
- σχήμα κ.ά.
Στην παρακάτω εικόνα βλέπεις μια μπάλα και κάποιες φυσικές ιδιότητες. Σύρε την αντίστοιχη κατηγορία (μπλε πλαίσιο) πάνω στη φυσική ιδιότητα που ταιριάζει…
Β. Η ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΥΛΗΣ
Μόριο
Μόριο είναι το μικρότερο σωματίδιο της ύλης που διατηρεί τις ιδιότητες του σώματος στο οποίο ανήκει.
Για παράδειγμα: Η ζάχαρη έχει γλυκιά γεύση. Αν μπορούσαμε να απομονώσουμε ένα μόριο ζάχαρης, θα είχε κι αυτό γλυκιά γεύση.
Τα μόρια αποτελούνται από ακόμη μικρότερα σωματίδια, τα άτομα.
Το άτομο και το μόριο είναι πάρα πολύ μικρά.
Σκέψου ότι για να ζωγραφίσεις μία τελίτσα με το μολύβι σου χρειάζονται περίπου 2 εκατομμύρια άτομα!
Πάτησε το κουμπί για καταλάβεις τα μεγέθη του μικρόκοσμου. Κάνε κλικ στις εικόνες της πρώτης σειράς για να κάνεις τις αντιστόιχίσεις με τις εικόνες της δεύτερης σειράς.
Άτομο
Άτομο είναι το μικρότερο σωματίδιο της ύλης που μπορεί να συνδυαστεί με άλλα άτομα και να σχηματίσει μόρια.
Τα άτομα αποτελούνται από ακόμη μικρότερα σωματίδια. Τα σωματίδια αυτά είναι τα πρωτόνια, τα νετρόνια και τα ηλεκτρόνια. Τα πρωτόνια και τα νετρόνια αποτελούν τον πυρήνα του ατόμου, ενώ τα ηλεκτρόνια περιφέρονται γύρω από τον πυρήνα.
Τον 5ο αι. π.Χ. ο Έλληνας φυσικός φιλόσοφος Δημόκριτος υποστήριξε ότι αν η ύλη τεμαχιστεί σε όλο και μικρότερα κομμάτια, θα φθάσουμε σε ένα πολύ μικρό σωματίδιο, που δεν θα μπορεί να διαιρεθεί σε μικρότερα. Το σωματίδιο αυτό το ονόμασε άτομο, από τη στερητικό α- και το ρήμα τέμνω που σημαίνει κόβω ή διαιρώ. Για πολλούς αιώνες η θεωρία του Δημόκριτου ξεχάστηκε και μόνο στα τέλη του 19ου αιώνα οι επιστήμονες δέχθηκαν την ύπαρξη του ατόμου.
Ποια είναι τα στοιχειώδη σωμάτια της ύλης;
Στοιχειώδη ή θεμελιώδη σωμάτια είναι τα δύο είδη κουάρκ που υπάρχουν στη φύση και τα ηλεκτρόνια.
Ονομάζονται στοιχειώδη ή θεμελιώδη γιατί οι συνδυασμοί τους σχηματίζουν όλα(!!!) ανεξαιρέτως τα υλικά σώματα.
• Αμέσως μετά τη μεγάλη έκρηξη (Big Bang) το σύμπαν ήταν μία «σούπα» από κουάρκ. Ανάμεσα σε αυτά αναπτύσσονται πολύ ισχυρές ελκτικές δυνάμεις και έτσι σχηματίστηκαν τα πρωτόνια και τα νετρόνια, που αποτελούν τον πυρήνα.
• Στην πραγματικότητα υπάρχουν δύο κατηγορίες κουάρκ, που χωρίζονται σε έξι είδη ή «γεύσεις»: επάνω, κάτω, κορυφή, πυθμένας, περίεργο και χαριτωμένο.
Xημικά στοιχεία
Στοιχεία ονομάζονται τα υλικά σώματα των οποίων τα μόρια αποτελούνται μόνο από ένα είδος ατόμων.
Ο άνθρακας, ο σίδηρος, ο χρυσός, το οξυγόνο και το άζωτο είναι στοιχεία
Το θείο είναι ένα χημικό στοιχείο
Πώς συμβολίζονται τα χημικά στοιχεία
Παραδείγματα:
Το άτομο του υδρογόνου συμβολίζεται με H (Hydrogen)
Το άτομο του οξυγόνου συμβολίζεται με O (Oxygen)
Το άτομο του άνθρακα συμβολίζεται με C (Carbon)
Το άτομο του χρυσού συμβολίζεται με Au (Aurum)
Το άτομο του υδραργύρου συμβολίζεται με Hg (Mercury)
Το άτομο του σιδήρου συμβολίζεται με Fe (Ferrum)
Τα μόρια των στοιχείων μπορούν να αναπαρασταθούν, εκτός από σύμβολα, και με μοντέλα. Σ΄αυτά κάθε άτομο παριστάνεται με μια σφαίρα.
Κάθε άτομο στοιχείου συμβολίζεται με ένα ή δύο γράμματα, τα οποία συνήθως είναι τα αρχικά του διεθνούς ονόματός του.
Δομή της ύλης - Εξάσκηση
Δομή της Ύλης - Παρουσίαση
Δομή της Ύλης - Έλεγξε τις γνώσεις σου
Γ. Η ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ
Τα στερεά υλικά σώματα
Ένα σώμα είναι στερεό όταν τα μόριά του βρίσκονται σε πολύ κοντινές αποστάσεις και κινούνται με τέτοιον τρόπο, ώστε οι αποστάσεις και οι θέσεις τους να μη μεταβάλλονται.
Τα στερεά σώματα έχουν καθορισμένο σχήμα και καταλαμβάνουν καθορισμένο χώρο σε ορισμένες συνθήκες.
Τα υγρά υλικά σώματα
Τα μόρια των υγρών υλικών σωμάτων
κινούνται περισσότερο και βρίσκονται σε
μεγαλύτερες αποστάσεις από αυτές των
στερεών. Η θέση των μορίων μεταβάλλεται,
αλλά οι αποστάσεις τους μένουν σταθερές.
Έτσι τα υγρά καταλαμβάνουν καθορισμένο
χώρο, αλλά μπορούν να πάρουν το σχήμα
του δοχείου στο οποίο περιέχονται.
Τα αέρια υλικά σώματα
Τα μόρια των αέριων υλικών σωμάτων βρίσκονται σε μεγάλες αποστάσεις και κινούνται άτακτα και προς όλες τις κατευθύνσεις, μεταβάλλοντας τη θέση τους και αυξάνοντας, αν μπορούν, τις αποστάσεις μεταξύ τους. Τα αέρια σώματα παίρνουν το σχήμα του δοχείου στο οποίο περιέχονται και καταλαμβάνουν όλο το διαθέσιμο χώρο.
Εξάσκηση
1.4 Ο ΟΓΚΟΣ
Ο όγκος
Όγκος ενός σώματος ονομάζεται ο χώρος που αυτός καταλαμβάνει.
Μονάδες όγκου
Πώς μπορεί να μετρηθεί ο όγκος ενός υγρού σώματος;
Μεταγγίζουμε το υγρό σώμα σε έναν κενό ογκομετρικό σωλήνα και σημειώνουμε προσεκτικά την ένδειξη. Ο ογκομετρικός σωλήνας είναι ένας γυάλινος σωλήνας κατάλληλα βαθμολογημένος, συνήθως σε mL, ώστε να μπορεί να μετρήσει όγκο.
Πώς μπορεί να μετρηθεί ο όγκος ενός στερεού σώματος;
Αν το στερεό σώμα έχει κανονικό γεωμετρικό σχήμα, μπορούμε να μετρήσουμε τις διαστάσεις του με ένα υποδεκάμετρο και να υπολογίσουμε τον όγκο του με τη βοήθεια ενός κατάλληλου τύπου.
Για παράδειγμα, για να υπολογίσουμε τον όγκο ενός κύβου, μετράμε την ακμή του και πολλαπλασιάζουμε:
Ακμή Χ Ακμή Χ Ακμή
Για να υπολογίσουμε τον όγκο ενός στερεού σώματος με ακανόνιστο σχήμα, ακολουθούμε τα εξής βήματα:
1. Βάζουμε νερό σε έναν ογκομετρικό σωλήνα, διαβάζουμε προσεκτικά την ένδειξη και τη σημειώνουμε με την ονομασία αρχικός όγκος.
2. Βυθίζουμε μέσα στο νερό το στερεό σώμα.
3. Διαβάζουμε προσεκτικά την ένδειξη του ογκομετρικού σωλήνα και τη σημειώνουμε με την ονομασία τελικός όγκος.
4. Η διαφορά:
τελικός όγκος – αρχικός όγκος
είναι ο όγκος του στερεού.
Quiz
Πάτησε στην εικόνα δεξιά για να δοκιμάσεις αυτά που έμαθες:
- Ποιες είναι οι μονάδες μέτρησης του όγκου;
- Τι είναι ο όγκος;
- Ποιες οι διαφορές μεταξύ όγκου και μάζας;
1.5 Η ΜΑΖΑ
Εξάσκηση
Πάτησε στην εικόνα δεξιά για να μάθεις πόσο ζυγίζεις σε άλλα ουράνια σώματα.
1.6 Η ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ
