Ano ang 'bagay'?
Ang 'matter' ay lahat ng bagay na sumasakop sa espasyo (may volume) at may masa. Binubuo nito ang lahat ng bagay sa uniberso sa ilang hugis o anyo; ito ang lahat ng bagay sa uniberso. Binubuo nito ang ating planeta at ang buong uniberso.
Sa Earth, ang lahat ng bagay ay umiiral sa isa sa tatlong magkakaibang estado: solid, likido o gas.
Alam mo ba na ang mga tao ay gawa sa lahat ng tatlong pangunahing estado ng bagay?
Ang estado kung saan umiiral ang isang sangkap sa temperatura ng silid ay tinatawag na karaniwang estado nito. Halimbawa, sa temperatura ng silid ang tubig ay umiiral bilang isang likido. Ang ilang mga sangkap ay umiiral bilang mga gas sa temperatura ng silid (oxygen at carbon dioxide), habang ang iba, tulad ng tubig, ay umiiral bilang mga likido. Karamihan sa mga metal ay umiiral bilang mga solid sa temperatura ng silid. Ang Mercury ay may mga kagiliw-giliw na katangian ng pagiging parehong metal at likido sa karaniwang estado nito.
Ang bawat isa sa mga estadong ito ay binubuo ng maliliit na particle. Ang estado ng bagay ay nakasalalay sa bilang ng mga particle na kanilang binubuo.
Solid
Karaniwang inilalarawan ang isang bagay bilang solid kung kaya nitong hawakan ang sarili nitong hugis at mahirap i-compress. Halimbawa, ang tubig sa solidong anyo ay yelo. Sa isang solid, ang mga molekula ay malapit na nakaimpake at mayroon silang mataas na density.
likido
Ang isang likidong tulad ng tubig ay maaaring dumaloy o umagos ngunit hindi ito maaaring iunat o pigain. Sa mga likido, ang mga molekula ay partikular na magkakalapit ngunit hindi kasing lapit ng solidong bagay; ang mga molekula ay may kakayahang gumalaw at dumausdos sa isa't isa. Ang isang likidong bagay ay walang sariling hugis, ito ay kukuha sa hugis ng lalagyan na hawak nito. Ang mga halimbawa ng likido ay tubig, gatas, juice, petrolyo, limonada, atbp.
Gas
Ang gas ay maaaring dumaloy, lumawak, at maaaring pisilin. Ang tubig sa anyong gas ay singaw. Kung ito ay nasa isang hindi selyado na lalagyan ito ay nakatakas. Sa mga gas, ang mga molekula ay higit na nakakalat kaysa sa mga solido o likido, at sila ay nagbanggaan nang random sa isa't isa. Pupunan ng gas ang anumang lalagyan, ngunit kung hindi selyado ang lalagyan, lalabas ang gas. Ang gas ay maaaring ma-compress nang mas madali kaysa sa likido o solid.
Pagbabago ng estado ng bagay
Ang bagay ay maaaring umiral sa isang solid, likido, o gas na estado, at ang estado ng isang sangkap ay maaaring higit na matukoy ng temperatura nito. Ang bawat sangkap ay may natatanging temperatura ng threshold pagkatapos nito ay nagbabago ang estado nito. Matapos ang temperatura ng threshold na iyon ay tumawid, babaguhin ng substansiya ang bahagi nito, kaya nagbabago ang estado ng bagay. Sa ilalim ng mga kondisyon ng pare-pareho ang presyon, ang temperatura ay ang pangunahing determinant ng phase ng isang sangkap.
Depende sa temperatura nito, maaaring magbago ang estado ng matter. Ang pagtunaw, pagyeyelo, pagkulo, evaporation, condensation, sublimation, at deposition ay mga paraan kung saan nagbabago ang estado ng isang materyal.
Sa mababang temperatura, bumababa ang molecular motion at mas mababa ang internal energy ng mga substance. Ang mga molekula ay tatahan sa mababang-enerhiya na mga estado na may kaugnayan sa isa't isa at napakaliit na gumagalaw, na katangian ng solidong bagay. Habang tumataas ang temperatura, inilalapat ang karagdagang enerhiya ng init sa mga bumubuong bahagi ng isang solid, na nagiging sanhi ng karagdagang paggalaw ng molekular. Ang mga molekula ay nagsisimulang magtulak sa isa't isa at ang kabuuang dami ng isang sangkap ay tumataas. Sa puntong ito, ang bagay ay pumasok sa likidong estado. Ang isang gas na estado ay umiiral kapag ang mga molekula ay sumisipsip ng napakaraming enerhiya ng init dahil sa tumaas na temperatura na sila ay malayang gumagalaw sa isa't isa sa mataas na bilis.
Kung ang presyon ay pare-pareho, ang estado ng isang sangkap ay ganap na magdedepende sa temperatura kung saan ito nakalantad. Dahil dito, natutunaw ang yelo kung inilabas sa freezer at kumukulo ang tubig mula sa kaldero kung iiwan sa masyadong mataas na temperatura nang napakatagal. Ang temperatura ay isang sukat lamang ng dami ng enerhiyang init na naroroon sa paligid. Kapag ang isang substansiya ay inilagay sa kapaligiran ng isang iba't ibang temperatura, ang init ay ipinagpapalit sa pagitan ng sangkap at ng kapaligiran, na nagiging sanhi ng pareho upang makamit ang isang equilibrium na temperatura. Kaya't kapag ang isang ice cube ay nalantad sa init, ang mga molekula ng tubig nito ay sumisipsip ng enerhiya ng init mula sa nakapalibot na atmospera at nagsisimulang gumalaw nang mas masigla, na nagiging sanhi ng pagkatunaw ng tubig na yelo sa likidong tubig.
Ang pagtunaw ay ang proseso ng pagbabago ng solid sa isang likido. Kapag ang isang solid ay pinainit, ang mga particle ay binibigyan ng mas maraming enerhiya at nagsisimulang mag-vibrate nang mas mabilis. Sa isang tiyak na temperatura, ang mga particle ay nag-vibrate nang labis na ang kanilang inayos na istraktura ay nasira. Sa puntong ito, ang solid ay natutunaw sa isang likido. Ang temperatura kung saan nangyayari ang pagbabagong ito mula sa solid hanggang likido ay tinatawag na melting point. Ang bawat solid ay may nakatakdang punto ng pagkatunaw sa normal na presyon ng hangin. Sa mas mababang presyon ng hangin, tulad ng pataas ng bundok, bumababa ang punto ng pagkatunaw.
Ang pagsingaw ay ang proseso ng pagbabago ng likido sa isang gas. Kung mag-iiwan ka ng tubig sa isang lalagyan na may malawak na bibig, mapapansin mong mawawala ang ilan sa tubig pagkaraan ng ilang oras. Ang likidong tubig ay nagbabago sa isang gas (mga singaw ng tubig) - ito ay pagsingaw. Ito ay nangyayari kapag ang isang likido ay nagiging gas na mas mababa sa puntong kumukulo nito. Palaging may ilang mga particle sa isang likido na may sapat na enerhiya upang makalaya mula sa iba upang maging isang gas.
Ang condensation ay ang proseso ng pagbabago ng gas sa isang likido. Halimbawa, ang mga singaw ng tubig sa hangin ay lumalamig at nagiging maliliit na patak ng likidong tubig (hamog) sa mga dahon at bintana sa umaga pagkatapos ng malamig na gabi. Ang mga mas malalamig na bagay ay kadalasang sumisipsip ng enerhiya mula sa mas maiinit na mga bagay.
Ang pagyeyelo ay ang proseso ng pagbabago ng isang likido sa isang solid. Ito ay kabaligtaran ng pagkatunaw. Halimbawa, ang lava ay likidong bato, na sumasabog sa isang bulkan sa temperatura na kasing taas ng 1,500 O C (2,732 O F) sa pamamagitan ng isang bulkan. Gayunpaman, ang pulang-mainit na lava ay lumalamig habang ito ay nakakatugon sa ibabaw ng Earth, at muling nagiging solidong bato.
Pagkulo - Kapag ang isang likido ay pinainit, ang mga particle ay binibigyan ng mas maraming enerhiya. Nagsisimula silang kumilos nang mas mabilis at mas malayo. Sa isang tiyak na temperatura, ang mga partikulo ay humiwalay sa isa't isa at ang likido ay nagiging gas. Ito ang kumukulo. Ang punto ng kumukulo ng isang sangkap ay palaging pareho; hindi ito nag-iiba. Halimbawa, kumukulo ang tubig kapag umabot ito sa kumukulo nitong 100ºC (212ºF). Ito ang temperatura kung saan ang tubig ay nagiging singaw. Ang singaw ay isang hindi nakikitang gas. Kapag naabot nito ang talukap ng mata ito ay lumalamig pabalik sa isang likido.
Ang sublimation ay ang conversion ng isang solid sa isang gas nang hindi ito nagiging likido. Ang pinakamadaling halimbawa ng sublimation ay maaaring dry ice. Ang dry ice ay solid carbon dioxide (CO2). Kamangha-manghang, kapag iniwan mo ang tuyong yelo sa isang silid, ito ay nagiging gas lamang nang hindi ito nagiging likido. Narinig mo na ba ang likidong carbon dioxide? Maaari itong gawin, ngunit hindi sa mga normal na sitwasyon. Ang karbon ay isa pang halimbawa ng isang compound na hindi matutunaw sa normal na presyon ng atmospera. Magiging sublimate ito sa napakataas na temperatura.
Ang deposition ay ang conversion ng isang gas sa isang solid. Ito ay nangyayari kapag ang isang gas ay nagiging solid nang hindi dumadaan sa likidong estado ng bagay. Mas malapit sa mga poste makikita ang hamog na nagyelo sa umaga ng taglamig. Ang mga maliliit na frost crystal sa mga halaman ay nabubuo kapag ang singaw ng tubig mula sa hangin ay nagiging solid sa mga dahon ng mga halaman.
Mga Pagbabagong Kemikal laban sa mga Pisikal na Pagbabago
Mahalagang maunawaan ang pagkakaiba sa pagitan ng kemikal at pisikal na mga pagbabago. Ang mga pisikal na pagbabago ay karaniwang tungkol sa pisikal na estado ng bagay, at ang mga pagbabago sa kemikal ay nangyayari kapag ang mga molecular bond ay nasira o nalikha sa panahon ng isang kemikal na reaksyon. Ang mga pagbabago sa kemikal ay nagaganap sa antas ng molekular.
Walang Pagbabago sa Molecules
Ang pag-unat ng rubber band, pagpuno ng hangin sa isang lobo, o pagdurog ng lata, ay mga halimbawa ng pisikal na pagbabago. Ang mga ito ay mga pagbabago lamang sa hugis ng mga item. Walang mga pagbabago sa estado ng bagay dahil ang enerhiya sa antas ng molekular ay hindi nagbago. Sa isang pisikal na pagbabago, walang pagbabago sa mga molekula na nangyayari, ang mga molekula ay pareho pa rin na walang mga bagong kemikal na bono na nilikha o nasira.
Katulad nito, ang mga natutunaw na ice cube, kumukulong tubig o nagyeyelong likidong tubig ay mga pisikal na pagbabago sa pamamagitan ng pagdaragdag ng enerhiya. Ang mga pagbabago sa bahagi o estado ng bagay ie solid sa likido, likido sa gas, likido sa solid ay lahat ng pisikal na pagbabago. Ang mga pisikal na aksyon tulad ng pagbabago ng temperatura o presyon ay maaaring magdulot ng mga pisikal na pagbabago. Halimbawa, sa natutunaw na yelo o nagyeyelong likidong tubig walang pagbabagong kemikal na nagaganap, ang mga molekula ng tubig ay mga molekula pa rin ng tubig.
Pagbabago ng mga molekula
Ang mga pagbabago sa kemikal ay nangyayari sa mas maliit na antas. Bagama't ang ilang eksperimento ay nagpapakita ng mga halatang pagbabago sa kemikal, gaya ng pagbabago ng kulay, karamihan sa mga pagbabagong kemikal ay hindi nakikita. Ang pagbabago ng kemikal bilang hydrogen peroxide (H2O2) ay nagiging tubig ay hindi makikita dahil ang parehong likido ay malinaw. Gayunpaman, sa likod ng mga eksena, bilyun-bilyong kemikal na bono ang nalilikha at sinisira. Kapag naging tubig ang hydrogen peroxide, maaaring makakita ng mga bula ng oxygen (O2) gas. Ang mga bula na iyon ay katibayan ng mga pagbabago sa kemikal.
Ang pagtunaw ng sugar cube ay isang pisikal na pagbabago dahil ang substance ay asukal pa rin. Ang pagsunog ng sugar cube ay isang pagbabago sa kemikal. Ang apoy ay nagpapagana ng kemikal na reaksyon sa pagitan ng asukal at oxygen. Ang oxygen sa hangin ay tumutugon sa asukal at ang mga kemikal na bono ay nasira.
Kapag ang bakal ay nalantad sa oxygen gas sa hangin, ang bakal ay kinakalawang. Ang prosesong ito ay makikita sa mahabang panahon. Ang mga molekula ay nagbabago ng kanilang istraktura habang ang bakal ay na-oxidized, sa kalaunan ay nagiging iron oxide. Ang mga kalawangin na tubo sa mga abandonadong gusali ay mga tunay na halimbawa ng proseso ng oksihenasyon.
Ang pagbabago ay maaaring mababalik o hindi maibabalik
Ang nababagong pagbabago ay isang pagbabagong maaaring palitan muli. Halimbawa, kung ang isang ice cube ay natunaw ito ay nagiging tubig ngunit maaari natin itong i-freeze muli upang maging isang ice cube upang ito ay bumalik sa orihinal nitong estado. Ang pagtunaw at pag-init ay mga halimbawa ng mga nababagong pagbabago.
Ang hindi maibabalik na pagbabago ay isang pagbabagong hindi na mababago muli. Halimbawa, kung ang isang halo ng cake ay inihurnong ito ay nagiging isang cake at hindi natin ito maibabalik sa isang timpla. Ang pagbabago ay hindi maibabalik dahil may naganap na kemikal na reaksyon. Ang pagsunog o paghahalo ng isang likido sa bikarbonate ng soda ay isang halimbawa ng mga hindi maibabalik na pagbabago.
Isang mabilis na snapshot ng ilang partikular na termino at kaugnay na mga pagbabago sa yugto:
Fusion/melting – Solid hanggang likido
Nagyeyelo – Liquid hanggang solid
Pagsingaw/pagkulo – Liquid sa isang gas
Condensation - Gas sa isang likido
Sublimation - Solid sa isang gas
Deposition – Gas sa solid
