Materija: Svojstva, Mešavine i Fizičke naspram Hemijske promene

Materija je sve što ima masu i zauzima prostor. Uključuje čvrste materije koje možete držati, tečnosti koje možete sipati i gasove koji se šire i ispunjavaju prostor. Stanja materije nisu samo oznake. Ona opisuju kako se čestice ponašaju. U čvrstim materijama, čestice su gusto upakovane i većinom vibriraju na mestu, što pomaže čvrstim materijama da zadrže oblik. U tečnostima, čestice ostaju blizu, ali mogu kliziti jedna pored druge, što omogućava tečnostima da teku. U gasovima, čestice se slobodno kreću i šire, zbog čega gasovi mogu ispuniti sobu ili napuhati balon. Razmišljanje u terminima ponašanja čestica čini materiju manje misterioznom i predvidljivijom.

Materija ima svojstva koja pomažu da identifikujete materijale i izaberete ih za poslove. Neka svojstva se posmatraju čulima, kao što su boja, tekstura, miris i sjaj. Druga se mere, kao što su masa, zapremina, gustina i temperatura. Gustina pomaže da se objasni plivanje i tonjenje. Dva objekta mogu biti iste veličine, ali ne i iste mase. Težak kamen tone dok komad suve drveta može plivati. Neka svojstva se odnose na to kako materija interaguje sa energijom. Metali često dobro provode toplotu, što je korisno za kuvanje, ali to može izazvati opekotine ako se nepažljivo rukuje. Neki materijali provode elektricitet, dok drugi izoliraju. Ova svojstva oblikuju dizajn alata, izbore u gradnji i pravila bezbednosti.

Promene u materiji mogu se grupisati u fizičke promene i hemijske promene. Fizičke promene menjaju oblik, stanje ili raspored bez stvaranja nove supstance. Topljenje leda, zamrzavanje vode, sečenje papira, istezanje gume i rastvaranje šećera u vodi su fizičke promene. Hemijske promene stvaraju nove supstance sa različitim svojstvima. Gorenje drveta stvara pepeo i gasove. Rđa se formira kada gvožđe reaguje sa kiseonikom i vlagom. Kuvanje može izazvati hemijske promene koje menjaju ukus, teksturu i strukturu. Hemijske promene često uključuju promene energije, kao što je toplota koja se oslobađa prilikom gorenja ili toplota koja se apsorbuje tokom nekih reakcija. Ključna razlika je u tome što su hemijske promene obično teške za obrnuti jednostavnim metodama.

Mešavine su kombinacije supstanci koje nisu hemijski povezane u novu supstancu. Mnogi svakodnevni materijali su mešavine: zemlja, vazduh, čaj sa šećerom, supa, beton i čak mnogi metali korišćeni u alatima. Mešavine se mogu odvojiti koristeći različita svojstva. Filtriranje odvaja čvrste materije od tečnosti kada su čestice veće od rupa u filteru. Taloženje odvaja teže čestice koje tonu tokom vremena. Sifoniranje odvaja čestice po veličini. Isparavanje odvaja rastvorene čvrste materije od tečnosti, kao što je so iz slane vode. Destilacija može odvojiti tečnosti sa različitim tačkama ključanja kada možete sigurno zagrevati i kondenzovati pare. Razumevanje metoda separacije pomaže u čišćenju vode, kuvanju, poljoprivredi i čak reciklaži.

Toplota i temperatura snažno utiču na materiju. Zagrevanje obično povećava kretanje čestica, što može izazvati ekspanziju, topljenje, isparavanje i brže rastvaranje. Hlađenje usporava čestice, što može izazvati kontrakciju, kondenzaciju i zamrzavanje. Ovo je važno u stvarnom životu. Poklopac tegle može se olabaviti nakon zagrevanja jer se metal malo širi. Jutarnja rosa se formira kada topli, vlažni vazduh naiđe na hladnu površinu i vodena para se kondenzuje. Putevi mogu popucati kada voda zamrzne u malim razmacima i širi se. Ljudi namerno koriste ove efekte prilikom kuvanja, čuvanja hrane, sušenja useva i gradnje sa materijalima koji moraju izdržati promene vremena.

Učenje o materiji je praktična moć. Pomaže vam da predvidite ishode i izbegnete greške. Učite zašto su neki kontejneri sigurni za vruće tečnosti, a drugi nisu. Učite zašto čista voda zahteva pravilno filtriranje i ponekad ključanje. Učite zašto određeni materijali duže traju napolju. Materija nije samo "stvar." To je alat za fizički svet, a razumevanje toga pomaže ljudima da grade, popravljaju, kuvaju, obrađuju i žive sigurnije.

Kviz 1

• Nabroj tri uobičajena stanja materije.
• Kako se čestice ponašaju drugačije u čvrstoj materiji u odnosu na gas?

Kviz 2

• Navedite dva merljiva svojstva materije.
• Koje svojstvo pomaže da se objasni plivanje i tonjenje?

Kviz 3

• Dajte jedan primer fizičke promene.
• Dajte jedan primer hemijske promene.

Kviz 4

• Šta je mešavina?
• Navedite dva načina za odvajanje mešavine.

Kviz 5

• Navedite jedan način na koji toplota utiče na materiju.
• Navedite jedan zadatak iz svakodnevnog života koji zavisi od promene materije.