Txikipedia:Materia
Materia Unibertsoko gorputz guztiek duten osagaia da. Existitzen diren gorputz guztiek masa dute eta masa horrek bolumena dute, hau da, leku bat okupatzen du espazioan.
     | |
| Materiaren egoerak: solidoa, likidoa, gasa, plasma eta Bose-Einstein kondentsatua |
Beraz, masa eta bolumena duen guztia materia da. Masa eta bolumena gorputz guztiek dituzten bi propietate dira, materiaren propietate orokorrak, hain zuzen.
Horretaz gain, materia atomoz osaturik dago. Masa edukitzeagatik, objektuek barne-energia daukate; izan ere, atomoak etengabe mugitzen edo bibratzen ari dira. Gainera, materia berotzean, atomoak azkarrago mugitzen dira. Hoztean, aldiz, kontrakoa gertatzen da; barneko atomoak motelago mugitzen dira. Beraz, materiak badu energia.
Erlatibitatearen teoriaren arabera, Albert Einsteinek adierazi zuen materia energia mota bat dela, eta haren formula hauxe da: E=mc².
Baina fisikan, materia ez diren gauzak ere badaude; esaterako, fotoiak. Horiek masarik ez duten oinarrizko partikulak dira. Fotoia erradiazio elektromagnetikoaren eramailea da, kuantu izenekoa. Beraz, energia da.
Beste aldetik, masa eta pisu kontzeptuak ondo bereizi behar ditugu, askotan nahasten ditugu eta. Pisua da Lurrak objektu bat erakartzeko egiten duen indarra, masa edukitzeagatik.
Materiaren adibideak hauexek dira: galaxiak, izarrak, planeta guztiak, arrokak, ura eta airea. Organismo bizidunek ere materia osatzen dute: esate baterako, landareek, animaliek eta gizakiek.
Substantzia puruak eta nahasteak
Materiaren osagaiak zein diren, substantzia puruak eta nahasteak bereizten ditugu:
- Substantzia puruak: osagai bakarraz osatutako materiak dira; adibidez, gatza.
- Nahasteak: osagai bat baino gehiago dituzten materiak dira; itsasoko ura, adibidez, ur eta gatzez osatuta dagoen nahaste homogeneo bat da. Nahasteak homogeneoak direla esaten dugu materiaren osagaiak begi hutsez ikusten ez direnean (itsasoko uretan ez dugu gatza begi hutsez bereizten); aldiz, heterogeneoak direla esaten dugu, osagaiak argi eta garbi bereizten direnean (adibidez, uraza, tipula, arto-aleak, azenario-zatiak eta abar nahasiz entsalada egiten dugunean).
Materiaren propietateak
Materiaren propietate batzuk (kuantitatiboak) neur ditzakegu, esaterako, masa, bolumena eta dentsitatea. Beste propietate batzuk (kualitatiboak), aldiz, entzumenen bidez hauteman ditzakegu, hala nola zaporea, usaina eta kolorea.
Propietate estentsiboak objektuaren tamainaren araberakoak dira: adibidez, masa, bolumena, bero-kantitatea… Propietate intentsiboak substantziaren izaeraren araberakoak dira (eta ez objektuaren tamainaren araberakoak): adibidez, kolorea, dentsitatea, tenperatura, presioa, distira, eroankortasuna.
Bestalde, propietate berezi edo espezifiko batzuk ere badaude. Materia bakoitzaren balio propioak eta bereizgarriak dira, eta materia zein den identifikatzeko aukera ematen dute: esaterako, dentsitatea, gogortasuna, irakite-tenperatura, urtze-tenperatura...
Materiaren dentsitatea
Substantzien dentsitatea berezko ezaugarria da, eta substantziak identifikatzeko erabiltzen dugu. Dentsitatea neurri bat da, eta objektu baten materia kantitatea nahiz objektuaren bolumena konparatzen ditu. Bolumen jakin batean, materia handia duen objektuak dentsitate handia du. Beraz, materia gutxi izanda, bolumen bera duen objektuak dentsitate txikiagoa du.
Kalkulatzeko, objektu baten masa zati okupatzen duen bolumena egin behar dugu:
d = m / V
Materiaren konposizioa
Materiaren egitura eta konposizioa zein den jakiteko, materia hori unitate sinpleagoetan aztertu behar dugu. Organismo biziak zelulaz osatuta daude, zelulak molekulaz osatuta daude; eta elkarrekin lotutako atomoen multzoak dira molekulak. Aldi berean, atomoa oinarrizko partikulen multzoa da; eta, horretan, elektroiak, protoiak eta neutroiak sartzen dira ia hutsik dagoen espazio txiki batean.
Horrez gain, substantziek propietate kimikoak dituzte. Haien barneko atomoen loturek aldaketa sakonak jaso ditzaketenez, substantzien (molekulen) izaera guztiz aldatzen da. Substantzien transformazio hori prozesu kimikoen bidez gertatzen da, eta horri erreakzio kimikoa deritzo.
Substantzia kimikoen propietateen eta aplikazioen azterketetan egindako aurrerapenek gizarteak ere aurrera egitea ekarri du.
Materiaren egoera fisikoak
Naturan, lau egoera fisiko sortzen dira baldintza hauek kontuan hartuta: atomoak beste atomoekin nola, zer indarrekin, zer tenperaturarekin eta zer presiorekin lotzen diren. Hauexek dira lau egoera fisikoak: solidoa, likidoa, gasa eta plasma.
- Solidoetan, barneko molekulak eta atomoak oso lotuta daudenez, forma mantentzen da, nahiz eta atomoek haien oreka-posizioetan bibra dezaketen. Gehienak, ostera, presioaren eraginez deforma daitezke. Adibideak: arroka, mahaia, labana, urrea, izotz blokea…
- Fluidoetan (jariagaietan) molekula eta atomoen arteko loturak ez dira solidoetan bezain indartsuak. Hori dela eta, ez dute forma zehatzik, eta dauden ontziaren forma hartzen dute. Bi fluido mota daude: likidoak eta gasak.
- Likidoetan, molekulak eta atomoak haien artean mugitu egiten dira, elkarri itsatsita dauden bitartean. Horregatik dira likidoak jariakorrak, eta likidoek jasotako ontziaren forma hartzen dute, nahiz eta masa eta bolumena konstante mantentzen duten. Adibideak: ura, olioa, odola, laba, freskagarriak…
- Gasetan, molekulen eta atomoen arteko loturak oso ahulak dira; beraz, askeak dira elkarrengandik aldentzeko. Hori dela eta, gasek ez dute forma zehatzik eta bolumen osoa okupatzen dute. Hauek ere jariakorrak dira. Adibideak: airea, ur-lurruna, helioa…
- Gaur egun, zientzialariak plasma (materia ionizatua) ikertzen ari dira. Plasma-partikulen egoera likidoen eta gasen arteko nahasketa da. Partikulak mugi daitezke likidoetan bezala, eta haien arteko erakarpen-indarra ahula da gasetan bezala. Adibideak: Lurraren ionosfera, Eguzkiaren koroa, tximista…
Materiaren egoera-aldaketak
Materia egoera batetik bestera tenperatura edo presioaren eraginez igarotzen da:
- Solidoari beroa emanez, barneko partikulek (atomoek) energia gehiago dute. Horren ondorioz, haren partikulak oreka posiziotik mugitu eta likido bihurtzen dira. Horri fusioa edo urtzea deritzo.
- Likido hori berotu ondoren, barneko partikulak askatasun gehiagorekin mugitzen dira. Partikula batzuk, energia nahikoa lortuta, gas-egoerara pasatuko dira. Horri irakitea edo lurruntzea deritzo.
- Kontrakoa gertatzen da gasa hozten denean. Haren partikulek gero eta energia gutxiago dute, eta ondorioz, partikulak gero eta motelago mugitzen dira likido bihurtu arte. Horri kondentsazioa deritzo.
- Likidoa hoztean, barneko partikulak gero eta gutxiago mugitzen dira posizio finkoa izan arte, nahiz eta posizio horietan bibra dezaketen. Horri solidotzea deritzo.
- Solidotik gasera zuzenean gertatzen bada egoera-aldaketa, sublimazioa gertatu dela esaten dugu. Kontrako prozesua gertatzen bada, eta gasetik solidora pasatzen bada, alderantzizko sublimazioa gertatu dela esaten dugu. Horren adibideak: iodoa eta naftalina.
Egoera-aldaketa gertatzen den bitartean, tenperatura konstante mantentzen da. Hori dela eta, substantzien berezko ezaugarria da egoera-aldaketaren tenperatura. Horretaz gain, substantzia batzuk badira gai egoera-aldaketa guztiak izateko: ura, esaterako. Oso ezagunak dira uraren urtze-tenperatura (0 °C), eta irakite-tenperatura (100 °C).