Ύλη

Η ύλη είναι η ουσία από την οποία αποτελείται κάθε υλικό. Αυτό σημαίνει αντικείμενα που έχουν μάζα. Πιο συγκεκριμένα, πρέπει να έχουν μάζα ηρεμίας, η οποία είναι μια μορφή ενέργειας που έχει η ύλη ακόμη και όταν δεν κινείται (δεν έχει κινητική ενέργεια), είναι εξαιρετικά ψυχρή (δεν έχει θερμική ενέργεια) κ.λπ. Η ύλη είναι μια λέξη που χρησιμοποιείται μερικές φορές με ποικίλους τρόπους στην καθημερινή ζωή, ενώ η μάζα είναι μια σαφώς καθορισμένη έννοια και ποσότητα τουλάχιστον στη φυσική. Δεν είναι το ίδιο πράγμα, αν και σχετίζονται μεταξύ τους.

Η συνηθισμένη ύλη αποτελείται από μικροσκοπικά σωματίδια που ονομάζονται άτομα. Τα άτομα έχουν κενά μεταξύ τους και κινούνται ή δονούνται συνεχώς. Τα σωματίδια κινούνται γρηγορότερα και απομακρύνονται περισσότερο όταν θερμαίνονται και το αντίστροφο όταν ψύχονται.

Βαρυονική ύλη

Σχεδόν όλη η ύλη που μπορούμε να βιώσουμε στην καθημερινή ζωή είναι βαρυονική ύλη. Αυτό περιλαμβάνει τα άτομα κάθε είδους και τους δίνει την ιδιότητα της μάζας. Η μη βαρυονική ύλη, όπως υπονοείται από την ονομασία, είναι κάθε είδους ύλη που δεν αποτελείται κυρίως από βαρυόνια. Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει τα νετρίνα και τα ελεύθερα ηλεκτρόνια, τη σκοτεινή ύλη, όπως τα υπερσυμμετρικά σωματίδια, τα αξιόνια και τις μαύρες τρύπες.

Η ίδια η ύπαρξη των βαρυονίων είναι ένα σημαντικό ζήτημα στην κοσμολογία. Θεωρείται ότι η Μεγάλη Έκρηξη παρήγαγε μια κατάσταση με ίσες ποσότητες βαρυονίων και αντιβαρυονίων. Η διαδικασία με την οποία τα βαρυόνια έγιναν περισσότερα από τα αντισωματίδιά τους ονομάζεται βαρυογένεση.

Ιδιότητες της ύλης

Η ύλη μπορεί να βιωθεί άμεσα μέσω των αισθήσεων. Έχει ιδιότητες που μπορούν να μετρηθούν, όπως η μάζα, ο όγκος, η πυκνότητα, και ποιοτικές ιδιότητες όπως η γεύση, η οσμή και το χρώμα, για παράδειγμα.

Παραδείγματα ύλης

Όλα τα φυσικά σώματα στο σύμπαν αποτελούνται από ύλη: γαλαξίες, αστέρια και πλανήτες, βράχοι, νερό και αέρας. Οι ζωντανοί οργανισμοί όπως τα φυτά, τα ζώα και οι άνθρωποι αποτελούνται επίσης από ύλη.

Στη φυσική, το σύμπαν περιέχει επίσης πράγματα που δεν είναι ύλη, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων στοιχειωδών σωματιδίων που δεν έχουν μάζα ηρεμίας. Τα φωτόνια (ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία όπως το φως) είναι ένα γνωστό παράδειγμα.

Εκτός από τη μάζα ηρεμίας της, η ύλη μπορεί να περιέχει και άλλες μορφές ενέργειας, οι οποίες δεν είναι ύλη αλλά τους επιτρέπουν να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους ανταλλάσσοντας κινητική ενέργεια, θερμότητα, φως, ηχητικά κύματα κ.λπ.

Εκτός των φυσικών επιστημών, μπορεί να υπάρχουν πολλά άλλα πράγματα που δεν είναι ύλη ή ενέργεια. Για παράδειγμα, μπορούν να βιώνονται συναισθήματα ή να υπάρχουν ιδέες.

Σύνθεση

Η δομή και η σύνθεση της ύλης διερευνάται με το σπάσιμο της ύλης σε όλο και μικρότερα κομμάτια. Ως εκ τούτου, οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα. Τα κύτταρα αποτελούνται από μόρια, τα οποία είναι σύνολα ατόμων συνδεδεμένων μεταξύ τους. Κάθε άτομο, με τη σειρά του, είναι ένα σύνολο από στοιχειώδη σωματίδια.

Καταστάσεις της ύλης

Οι φυσικοί ταξινομούν επίσης την ύλη σε μερικές μεγάλες κατηγορίες, που ονομάζονται καταστάσεις, με αρκετά διαφορετικές ιδιότητες:

Τα στερεά είναι υλικά αντικείμενα που αποτελούνται από μόρια και άτομα τόσο ισχυρά συνδεδεμένα μεταξύ τους, ώστε τείνουν να διατηρούν το σχήμα τους ακόμη και όταν μετακινούνται, αν και μπορούν να παραμορφωθούν υπό πίεση. Παραδείγματα: ένας βράχος, ένα τραπέζι, ένα μαχαίρι, ένα κομμάτι πάγου.
Τα υγρά είναι ποσότητες ύλης που αποτελούνται από μόρια και άτομα ασθενώς συνδεδεμένα μεταξύ τους. Δεν έχουν κατάλληλο σχήμα. Υπάρχουν δύο τύποι ρευστών:

Τα υγρά περιλαμβάνουν συμπυκνωμένες μορφές ύλης, όπως και τα στερεά, αλλά όπου οι δεσμοί μεταξύ των στοιχείων που τα αποτελούν (μόρια, άτομα) τους επιτρέπουν να κινούνται μεταξύ τους, ενώ συνεχίζουν να συγκολλούνται μεταξύ τους σε μεγάλο όγκο: διατηρούν μια ορισμένη επιφάνεια. Τα υγρά υιοθετούν το σχήμα των δοχείων στα οποία περιέχονται. Παραδείγματα: νερό, λάδι, αίμα, λάβα, αναψυκτικά.
Τα αέρια είναι ποσότητες ύλης στις οποίες οι δεσμοί μεταξύ των στοιχείων που τις αποτελούν (μόρια, άτομα) είναι τόσο χαλαροί ή ασθενείς ώστε να μπορούν να κινούνται ανεξάρτητα το ένα από το άλλο. Τα αέρια δεν παρουσιάζουν κατάλληλη επιφάνεια, τείνουν να διαστέλλονται για να καταλάβουν όλο τον διαθέσιμο όγκο. Παραδείγματα: αέρας, υδρατμοί, ήλιο.

Τα πλάσματα αποτελούνται από ιονισμένη ύλη και ενδιαφέρουν κυρίως τους επιστήμονες. Παραδείγματα: η ιονόσφαιρα της Γης, το στέμμα του Ήλιου. Τα σωματίδια σε ένα πλάσμα είναι ένα μείγμα μεταξύ ενός υγρού και ενός αερίου. Τα σωματίδια είναι ελεύθερα να κινηθούν, όπως ένα υγρό, και η έλξη είναι ασθενής, όπως ένα αέριο. Αυτή η κατάσταση της ύλης δεν είναι πλήρως κατανοητή. Ένα παράδειγμα πλάσματος μπορεί να βρεθεί στις αστραπές.
Το συμπύκνωμα Bose-Einstein (BEC) είναι μια κατάσταση ύλης ενός αραιού αερίου μποζονίων που ψύχεται σε θερμοκρασίες πολύ κοντά στο απόλυτο μηδέν (0 K ή -273,15 °C).

Μια δεδομένη ποσότητα ύλης μπορεί να μεταβεί από τη μια κατάσταση στην άλλη ανάλογα με τη θερμοκρασία και την πίεση. Στη Γη, το νερό μπορεί να υπάρχει ταυτόχρονα σε τρεις καταστάσεις: στερεό (πάγος), υγρό νερό (λίμνες, ωκεανοί) και αέριο (ατμός ή ατμός).

Σχετικές σελίδες

Ερωτήσεις και απαντήσεις

Q: Τι είναι η ύλη;

Α: Η ύλη είναι η ουσία από την οποία αποτελείται κάθε υλικό. Αναφέρεται σε αντικείμενα που έχουν μάζα και μάζα ηρεμίας, η οποία είναι μια μορφή ενέργειας ανεξάρτητα από το αν κινείται ή έχει θερμική ενέργεια.

Ερ: Πώς διαφέρει η ύλη από τη μάζα;

Α: Η ύλη χρησιμοποιείται συχνά μεταβλητά στην καθημερινή γλώσσα, ενώ η μάζα είναι μια επακριβώς καθορισμένη έννοια και ποσότητα στη φυσική. Η μάζα αναφέρεται συγκεκριμένα στην ποσότητα της ύλης σε ένα συγκεκριμένο αντικείμενο.

Ε: Τι είναι η μάζα ηρεμίας;

Α: Η μάζα ηρεμίας είναι μια μορφή ενέργειας που διαθέτει η ύλη ακόμη και όταν δεν κινείται ή δεν έχει θερμική ενέργεια.

Ερ: Από τι αποτελείται η συνηθισμένη ύλη;

Α: Η συνηθισμένη ύλη αποτελείται από μικροσκοπικά σωματίδια που ονομάζονται άτομα, τα οποία κινούνται και δονούνται συνεχώς.

Ερ: Πώς συμπεριφέρονται τα σωματίδια της συνηθισμένης ύλης όταν θερμαίνονται;

Α: Όταν θερμαίνονται, τα σωματίδια της συνηθισμένης ύλης κινούνται ταχύτερα και απομακρύνονται το ένα από το άλλο.

Ερ: Και πώς συμπεριφέρονται όταν ψύχονται;

Α: Όταν ψύχονται, τα σωματίδια της συνηθισμένης ύλης κινούνται πιο αργά και πιο κοντά το ένα στο άλλο.

Ερ: Πώς ονομάζονται οι χώροι μεταξύ των ατόμων στη συνηθισμένη ύλη;

Α: Οι χώροι μεταξύ των ατόμων στη συνηθισμένη ύλη ονομάζονται διάμεσοι χώροι.