Материя: Свойства, Смеси и Физически срещу Химични промени

Материята е всичко, което има маса и заема пространство. Тя включва твърди вещества, които можете да държите, течности, които можете да наливате, и газове, които се разпространяват и запълват пространство. Състоянията на материята не са просто етикети. Те описват как се държат частиците. В твърдите вещества частиците са плътно опаковани и предимно вибрират на място, което помага на твърдите вещества да запазят форма. В течностите частиците все още остават близо, но могат да се плъзгат една през друга, позволявайки на течностите да текат. В газовете частиците се движат свободно и се разпространяват, което е причината газовете да могат да запълнят стая или да надуят балон. Мисленето в термини на поведението на частиците прави материята по-малко мистериозна и по-предсказуема.

Материята има свойства, които помагат да идентифицирате материали и да ги избирате за работа. Някои свойства се наблюдават с чувствата, като цвят, текстура, мирис и блясък. Други се измерват, като маса, обем, плътност и температура. Плътността помага да се обясни плаващото и потъващото. Два обекта могат да имат същия размер, но не и същата маса. Тежък камък потъва, докато парче сухо дърво може да плава. Някои свойства се отнасят до начина, по който материята взаимодейства с енергия. Металите често добре провеждат топлина, което е полезно за готвене, но може също да причини изгаряния, ако се борави небрежно. Някои материали провеждат електричество, докато други изолират. Тези свойства оформят дизайна на инструментите, изборите за строителство и правилата за безопасност.

Промените в материята могат да бъдат групирани в физически промени и химически промени. Физическите промени променят формата, състоянието или подредбата, без да създават ново вещество. Топенето на лед, замразяването на вода, рязането на хартия, разтягането на гума и разтварянето на захар във вода са физически промени. Химическите промени създават нови вещества с различни свойства. Горенето на дърво създава пепел и газове. Ръжда се образува, когато желязото реагира с кислород и влага. Готвенето може да предизвика химически промени, които променят вкуса, текстурата и структурата. Химическите промени често включват промени в енергията, като топлина, освободена при горене, или топлина, абсорбирана по време на някои реакции. Ключовата разлика е, че химическите промени обикновено са трудни за обратимо извършване с прости методи.

Смесите са комбинации от вещества, които не са химически свързани в ново вещество. Много ежедневни материали са смеси: почва, въздух, чай със захар, супа, бетон и дори много метали, използвани в инструменти. Смесите могат да бъдат разделени, като се възползват от различни свойства. Филтрирането разделя твърдите вещества от течностите, когато частиците са по-големи от отворите на филтъра. Утаяването разделя по-тежките частици, които потъват с времето. Ситото разделя частиците по размер. Изпарението разделя разтворените твърди вещества от течностите, като солта от солена вода. Дестилацията може да раздели течности с различни точки на кипене, когато можете безопасно да нагреете и кондензирате изпарения. Разбирането на методите за разделяне помага при почистването на вода, готвенето, земеделието и дори рециклирането.

Топлината и температурата силно влияят на материята. Нагряването обикновено увеличава движението на частиците, което може да предизвика разширение, топене, изпарение и по-бързо разтваряне. Охлаждането забавя частиците, което може да предизвика свиване, кондензация и замръзване. Това е важно в реалния живот. Капакът на буркан може да се отпусне след затопляне, защото металът се разширява леко. Сутрешната роса се образува, когато топъл, влажен въздух срещне хладна повърхност и водната пара кондензира. Пътищата могат да се напукат, когато водата замръзне в малки процепи и се разширява. Хората използват тези ефекти умишлено, когато готвят, съхраняват храна, сушат култури и строят с материали, които трябва да се справят с промените в времето.

Ученето за материята е практическа сила. То ви помага да предсказвате резултати и да избягвате грешки. Научавате защо някои контейнери са безопасни за горещи течности, а други не. Научавате защо чистата вода се нуждае от правилно филтриране и понякога варене. Научавате защо определени материали издържат по-дълго на открито. Материята не е просто "неща." Тя е инструментариумът на физическия свят, а разбирането й помага на хората да строят, ремонтират, готвят, отглеждат и живеят по-безопасно.

Тест 1

• Назовете трите общи състояния на материята.
• Как се държат частиците различно в твърдо вещество в сравнение с газ?

Тест 2

• Назовете две измерими свойства на материята.
• Кое свойство помага да се обясни плаващото и потъващото?

Тест 3

• Дайте един пример за физическа промяна.
• Дайте един пример за химическа промяна.

Тест 4

• Какво е смес?
• Назовете два начина за разделяне на смес.

Тест 5

• Назовете един начин, по който топлината влияе на материята.
• Назовете една задача от ежедневието, която зависи от промяната на материята.