Materia es todo
aquello que tiene localización espacial, posee una cierta cantidad de energía, y está
sujeto a cambios en el tiempo y a
interacciones con aparatos de medida. En física yfilosofía, materia
es el término para referirse a los constituyentes de la realidad
material objetiva, entendiendo por objetiva que pueda ser percibida de la
misma forma por diversos sujetos. Se considera que es lo que forma la parte
sensible de los objetos perceptibles o detectables por medios físicos. Es decir
es todo aquello que ocupa un sitio en el espacio, se puede tocar, se puede
sentir, se puede medir, etc.
Nivel
microscópico
El nivel microscópico de la materia másica
puede entenderse como un agregado de moléculas. Éstas a su vez son agrupaciones
de átomos que forman parte del nivel microscópico. A su vez existen niveles
microscópicos que permiten descomponer los átomos en constituyentes aún más
elementales, que sería el siguiente nivel son:
·
Electrones: partículas leptónicas con carga eléctrica negativa.
·
Protones: partículas bariónicas con carga eléctrica
positiva.
·
Neutrones: partículas bariónicas sin carga eléctrica
(pero con momento magnético).
A partir de aquí hay todo un conjunto
de partículas subatómicas que acaban
finalmente en los constituyentes últimos de la materia. Así por ejemplo
virtualmente los bariones del núcleo (protones y neutrones) se mantienen unidos
gracias a un campo escalar formado por piones(bosones de espín cero).
E igualmente los protones y neutrones, sabemos que no son partículas
elementales, sino que tienen constituyentes de menor nivel que llamamos quarks(que a su vez se
mantienen unidos mediante el intercambio de gluones virtuales).
Nivel
macroscópico
Macroscópicamente, la materia másica se
presenta en las condiciones imperantes en el sistema solar, en uno de cuatro
estados de agregación molecular: sólido, líquido, gaseoso y plasma. De acuerdo
con la teoría cinética molecular la materia se encuentra formada pormoléculas y éstas se
encuentran animadas de movimiento, el cual cambia constantemente de
dirección y velocidad cuando chocan o
bajo el influjo de otras interacciones físicas. Debido a este movimiento
presentan energía cinética que tiende a
separarlas, pero también tienen unaenergía potencial que tiende a
juntarlas. Por lo tanto el estado físico de una sustancia puede ser:
·
Sólido: si la energía cinética
es menor que la potencial.
·
Líquido: si la energía cinética
y potencial son aproximadamente iguales.
·
Gaseoso: si la energía cinética
es mayor que la potencial.
·
Plasma: si la energía cinética
es tal que los electrones tienen una energía total positiva.
Bajo ciertas condiciones puede encontrarse
materia másica en otros estados físicos, como elcondensado de Bose-Einstein o el condensado fermiónico.
La manera más adecuada de definir materia
másica es describiendo sus cualidades:
·
Presenta dimensiones, es
decir, ocupa un lugar en un espacio-tiempo determinado.
·
Presenta inercia: la
inercia se define como la resistencia que opone la materia a modificar su
estado de reposo o movimiento.
·
La materia es la causa de
la gravedad o gravitación, que consiste en la atracción que actúa siempre entre
objetos materiales aunque estén separados por grandes distancias.
Propiedades
de la materia ordinaria
Propiedades generales
Las presentan los cuerpos sin distinción y
por tal motivo no permiten diferenciar una sustancia de otra. Algunas de las
propiedades generales se les da el nombre de extensivas, pues su valor depende
de la cantidad de materia, tales el caso de la masa, peso, volumen, la inercia, la energía, impenetrabilidad,
porosidad, divisibilidad, elasticidad, maleabilidad, tenacidad y dureza entre
otras.
Propiedades características
Permiten distinguir una sustancia de otra.
También reciben el nombre de propiedades intensivas porque su valor es
independiente de la cantidad de materia. Las propiedades características se
clasifican en:
Físicas
Es el caso de la densidad, el punto de fusión, el punto de ebullición, el
coeficiente de solubilidad, el índice de refracción, el módulo de Young y las
propiedades organolépticas.
Químicas
Están constituidas por el comportamiento de
las sustancias al combinarse con otras, y los cambios con su estructura íntima
como consecuencia de los efectos de diferentes clases de energía.
Ejemplos:
·
corrosividad de ácidos
·
acidez
Ley de la conservación de la materia
Como hecho científico la idea de que la
masa se conserva se remonta al químico Lavoisier, el científico francés considerado padre
de la Química moderna
que midió cuidadosamente la masa de las sustancias antes y después de
intervenir en una reacción química, y llegó a la conclusión de que la materia,
medida por la masa, no se crea ni destruye, sino que sólo se transforma en el
curso de las reacciones. Sus conclusiones se resumen en el siguiente enunciado: En una reacción química, la materia
no se crea ni se destruye, solo se transforma.El mismo principio fue
descubierto antes por Mijaíl Lomonosov, de manera que es a veces citado como ley de
Lomonosov-Lavoisier, más o menos en los siguientes términos: La masa de un sistema de sustancias
es constante, con independencia de los procesos internos que puedan afectarle,
es decir, "La suma de los productos, es igual a la suma de los reactivos,
manteniéndose constante la masa". Sin embargo, tanto las técnicas modernas
como el mejoramiento de la precisión de las medidas han permitido establecer
que la ley de Lomonosov-Lavoisier, se cumple sólo aproximadamente.
La equivalencia entre masa y energía
descubierta por Einstein obliga a
rechazar la afirmación de que la masa convencional se conserva, porque masa y
energía son mutuamente convertibles. De esta manera se puede afirmar que la masa relativista equivalente (el total
de masa material y energía) se conserva, pero la masa en reposo puede
cambiar, como ocurre en aquellos procesos relativísticos en que una parte de la
materia se convierte en fotones. La conversión en reacciones nucleares de una parte de la materia en energía radiante, con disminución
de la masa en reposo; se observa por ejemplo en procesos de fisión como la
explosión de una bomba atómica, o en procesos de
fusión como la emisión constante de energía que realizan las estrellas.
Miscelánea
·
El kilogramo es una
unidad de la cantidad de materia, corresponde a la masa de un dm³ (1 litro) de
agua pura a 4 °C de temperatura. A partir de esta medida, se creó un
bloque de platino e iridio de la misma masa que se denominó kilogramo patrón.
Éste se conserva en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas de Sèvres (Francia).
·
La cantidad de materia también puede ser estimada por la energía contenida en
una cierta región del espacio, tal como sugiere la fórmula E = m.c² que da la equivalencia
entre masa y energía establecida
por la teoría de
la relatividad de Albert Einstein.
·
"Tabla de densidades" en [kg/m3]: Osmio 22300, Oro 19300 - Hierro 7960 - Cemento 3000 - Agua 1000 - Hielo 920 - Madera 600 a 900
- Aire 1,29.
·
La temperatura es una
magnitud que indica el grado de agitación térmica de una sustancia. Asimismo,
cuando dos sustancias que están en contacto tienen distintas temperaturas se
produce una transferencia de energía térmica (en forma de calor) hasta igualar
ambas temperaturas. En el momento en que se igualan las temperaturas se dice
que estas dos sustancias están en equilibrio térmico.
·
Los tres elementos químicos más abundantes en el universo
son H, He y C; algunas de sus propiedades más importantes son:
·
Hidrógeno (H2):
Densidad = 0,0899 kg/m³ Teb = -252,9 °C, Tf =-259,1 °C.
·
Helio (He): Densidad = 0,179 kg/m³ Teb =
-268,9 °C, Tf = -272,2 °C.
