Matèria: Propietats, Mescles i Canvi Físic vs Químic

La matèria és tot allò que té massa i ocupa espai. Inclou sòlids que pots agafar, líquids que pots abocar i gasos que s'estenen i omplen un espai. Els estats de la matèria no són només etiquetes. Descriuen com es comporten les partícules. En els sòlids, les partícules estan empaquetades estretament i majoritàriament vibran al seu lloc, cosa que ajuda els sòlids a mantenir la forma. En els líquids, les partícules encara es mantenen a prop però poden lliscar les unes sobre les altres, permetent que els líquids flueixin. En els gasos, les partícules es mouen lliurement i s'estenen, que és per què els gasos poden omplir una habitació o inflar un globus. Pensar en termes del comportament de les partícules fa que la matèria sigui menys misteriosa i més previsible.

La matèria té propietats que t'ajuden a identificar materials i triar-los per a feines. Algunes propietats es poden observar amb els sentits, com el color, la textura, l'olor i la brillantor. Altres es mesuren, com la massa, el volum, la densitat i la temperatura. La densitat ajuda a explicar la flotació i l'enfonsament. Dos objectes poden tenir la mateixa mida però no la mateixa massa. Una pedra pesada s'enfonsa mentre que un tros de fusta seca pot flotar. Algunes propietats es relacionen amb com la matèria interactua amb l'energia. Els metalls sovint condueixen bé la calor, cosa que és útil per cuinar, però també pot causar cremades si es manegen de manera imprudent. Alguns materials condueixen electricitat, mentre que altres aïllen. Aquestes propietats modelen el disseny d'eines, les eleccions de construcció i les normes de seguretat.

Els canvis en la matèria es poden agrupar en canvis físics i canvis químics. Els canvis físics alteren la forma, l'estat o l'arranjament sense crear una nova substància. Fondre gel, congelar aigua, tallar paper, estirar goma i dissoldre sucre en aigua són canvis físics. Els canvis químics creen noves substàncies amb propietats diferents. Cremar fusta crea cendra i gasos. La rovell forma quan el ferro reacciona amb oxigen i humitat. Cuinar pot causar canvis químics que canvien el gust, la textura i l'estructura. Els canvis químics sovint impliquen canvis d'energia, com la calor alliberada per la combustió o la calor absorbida durant algunes reaccions. Una diferència clau és que els canvis químics solen ser difícils de revertir mitjançant mètodes simples.

Les mescles són combinacions de substàncies que no estan químicament unides en una nova substància. Molts materials diaris són mescles: terra, aire, te amb sucre, sopa, formigó i fins i tot molts metalls utilitzats en eines. Les mescles es poden separar aprofitant diferents propietats. El filtratge separa sòlids de líquids quan les partícules són més grans que els forats del filtre. El sediment separa partícules més pesades que s'enfonsen amb el temps. El tamisat separa partícules per mida. L'evaporació separa sòlids dissolts de líquids, com la sal de l'aigua salada. La destil·lació pot separar líquids amb diferents punts d'ebullició quan es pot escalfar i condensar els vapors de manera segura. Entendre els mètodes de separació ajuda amb la neteja d'aigua, la cuina, l'agricultura i fins i tot el reciclatge.

La calor i la temperatura afecten fortament la matèria. Escalfar generalment augmenta el moviment de les partícules, cosa que pot causar expansió, fusió, evaporació i dissolució més ràpida. Refredar frena les partícules, cosa que pot causar contracció, condensació i congelació. Això és important en la vida real. La tapa d'un pot pot afluixar després d'escalfar perquè el metall s'expandeix lleugerament. La rosada del matí es forma quan l'aire càlid i humit es troba amb una superfície fresca i el vapor d'aigua es condensa. Les carreteres poden trencar-se quan l'aigua es congela en petites esquerdes i s'expandeix. Les persones utilitzen aquests efectes intencionadament quan cuinen, emmagatzemen aliments, assequen collites i construeixen amb materials que han de suportar canvis climàtics.

Aprendre sobre la matèria és poder pràctic. T'ajuda a predir resultats i evitar errors. Aprens per què alguns contenidors són segurs per a líquids calents i altres no. Aprens per què l'aigua neta necessita un filtratge adequat i de vegades bullir. Aprens per què certs materials duren més temps a l'exterior. La matèria no és només “coses.” És l'eina del món físic, i entendre-la ajuda a les persones a construir, reparar, cuinar, cultivar i viure més segur.

Quiz 1

• Nomena els tres estats comuns de la matèria.
• Com es comporten les partícules de manera diferent en un sòlid vs un gas?

Quiz 2

• Nomena dues propietats mesurables de la matèria.
• Quina propietat ajuda a explicar la flotació i l'enfonsament?

Quiz 3

• Dona un exemple d'un canvi físic.
• Dona un exemple d'un canvi químic.

Quiz 4

• Què és una mescla?
• Nomena dues maneres de separar una mescla.

Quiz 5

• Nomena una manera com la calor afecta la matèria.
• Nomena una tasca de la vida diària que depèn del canvi de matèria.