Вещество

Все, что нас окружает, — материя. Вещество — это вид материи, который (в отличие от поля) имеет массу покоя. Вещество состоит из атомов и молекул. Оно может находиться в трех основных фазах: твердой, жидкой, газообразной и способно переходить из одной фазы в другую.

Каковы свойства вещества?

Вещество бывает самых различных форм. Элементы, которые его составляют, их вид, количество и тип соединения в молекуле (или другой единице вещества) определяют свойства: крепость алмаза или же пластичность. Вода — это вещество. Лед — это вода в твердом состоянии. При температуре плавления О °С лед переходит в жидкую фазу, а при 100 °С в газообразную — пар. Если на пути пара окажется холодная поверхность, например плитка на кухонной стене, пар конденсируется — станет жидкостью. Плазму считают четвертым состоянием вещества.

Этот гейзер выбрасывает столб горячей воды и пара в холоде Исландии. Темпера тура под землей может быть такой высокой, что вода превращается в пар. Пар расширяется и ищет выход наружу. Если это ему удается, то он выходит на поверхность в виде гейзера. От контакта с холодным воздухом пар остывает и снова превращается в воду

Что такое твердые тела?

Твердые тела способны сохранять форму, имеют объем. Кубик льда это твердое тело. Когда он тает, то превращается в воду, жидкость, которая имеет объем, но не сохраняет формы. Если вы нальете воду в ложку, она примет форму ложки. Если вы перельете ее обратно в форму для льда, она примет ее форму. При нагревании до 100°С вода превращается в пар, то есть переходит в газообразное состояние. В этом состоянии она не будет иметь ни собственной формы, ни постоянного объема. Газ расширяется и способен заполнить собой любую емкость, в которой он окажется.

Кубики льда, вода в чашке и пар из чайника — это все возможные состояния воды — твердое, жидкое и газообразное. При нагревании или охлаждении вода переходит из одной фазы в другую

Из чего состоит вещество?

Мельчайшая частица вещества — это атом. Несколько атомов образуют молекулу. В твердом состоянии вещество сохраняет форму, потому что все атомы сильно взаимодействуют друг с другом и наблюдается порядок в их расположении. В жидком состоянии промежутки между атомами вещества несущественно увеличиваются, однако нет четкого порядка в их расположении. В газообразном состоянии атомы очень слабо взаимодействуют, промежутки между ними весьма большие.

Алмаз представляет собой прозрачный кристалл, состоящий из атомов углерода Это один из многих видов, в которых встречается углерод в природе

Жидкость не может удерживать форму, она принимает форму сосуда, в который ее налили. Так происходит, потому что атомы в жидкости взаимодействуют иначе, чем в твердом теле, и не сохраняют жесткий порядок. Поэтому они способны перескакивать и занимать свободное место

Каким образом кубик льда становится водой?

Изменить состояние вещества можно, передав ему энергию или же отняв ее. Когда вы передаете тепловую энергию кубику льда, нагревая его до 0°С, он превращается в воду. Это физическое изменение, так как форма и состояние вещества изменились, но химический состав, или атомы и молекулы вещества, остались неизменными.

Что такое химические изменения?

Иногда при изменении температуры или при взаимодействии нескольких веществ в результате получаются новые вещества с другими молекулами. В этом случае говорят о химических превращениях. Если в пищевую соду капнуть уксус, появятся пузырьки — это выделяется углекислый газ. Никаким нагреванием или охлаждением мы теперь не сможем вернуть соду и уксус в первоначальное состояние, потому что произошло химическое превращение с образованием новых веществ.

Когда вы поджариваете ломтик хлеба, он меняется химически. Под действием температуры происходит химическая реакция, поэтому тот твердеет и меняет цвет

Что такое химическое соединение?

Вещество Вселенной состоит примерно из 104 химических элементов — видов атомов. Например, химическим элементом является атом кислорода. Газ кислород — простое вещество — состоит из двух атомов кислорода, газ водород, тоже простое вещество — из двух атомов водорода. Атмосфера состоит из смеси различных газов, в том числе кислорода и водорода. В смеси существуют молекулы каждого вещества. Но если смесь этих газов (два объема водорода с одним объемом кислорода) поджечь в присутствии палладия или платины, произойдет взрыв, при этом образуется новое сложное вещество — вода, которое является химическим соединением.

Что такое плазма?

Плазма — это ионизированный газ. Она состоит из ионов — атомов, от электронных оболочек которых отделен по крайней мере один электрон. Однако при этом суммарный заряд плазмы близок к нулю. Полярное сияние — один из примеров свечения плазмы в природных условиях. Звезды тоже состоят из плазмы.

Это вещество в состоянии плазмы, четвертом состоянии вещества. Ионизированный газ в неоновых трубках начинает светиться. Неоновое освещение в основном используется в городах

Что такое куперовская пара?

При очень низких температурах электроны некоторых веществ образуют куперовские пары. Эти частицы, состоящие из пары взаимодействующих электронов, обуславливают, например, такое явление как сверхпроводимость.

Можно ли увидеть атом?

Мы не можем увидеть атом с помощью зрения, однако с помощью сканирующего туннельного микроскопа можно создать визуальную модель поверхности объекта и вычленить отдельный атом. Чтобы представить порядок величин, отметим, что толщина человеческого волоса составляет, грубо говоря, один миллион атомов углерода.