Articole despre fizică & chimie.
Combustia este o reacție chimică rapidă între un combustibil și oxigen, însoțită de degajare de căldură și lumină. Această reacție exoterma este esențială în procesele industriale și în generarea de energie.
Echilibrul chimic este starea în care reacțiile chimice directe și inverse se desfășoară cu viteze egale, rezultând concentrații constante ale reactanților și produselor. Acest concept este esențial în chimie, influențând procesele industriale și biosistemele naturale.
Energia este capacitatea de a efectua lucru mecanic și nu poate fi creată sau distrusă, ci doar transformată dintr-o formă în alta, conform principiului conservării energiei.
Entropia este o măsură a dezordinii sau aleatorietății într-un sistem fizic. În termodinamică, aceasta indică cantitatea de energie care nu poate fi utilizată pentru a efectua lucru mecanic. Entropia este definită ca logaritmul natural al numărului de stări posibile ale sistemului, înmulțit cu constanta lui Boltzmann: S = k_B ln W.
Mecanica cuantică este ramura fizicii care studiază comportamentul particulelor subatomice, precum electronii și fotonii, la nivel microscopic. Această disciplină se bazează pe ideea că energia și materia se manifestă în unități discrete numite 'cuante'.
Radiația este energie transmisă sub formă de unde sau particule, care interacționează cu materia prin procese precum ionizare, efect fotoelectric și efect Compton, afectând structura atomică și moleculară a substanțelor.
Temperatura este o mărime fizică ce măsoară energia cinetică medie a particulelor dintr-un sistem aflat în echilibru termic. Aceasta reflectă intensitatea mișcării particulelor și este esențială în termodinamică pentru descrierea stării termice a materiei.
Presiunea este o mărime fizică ce măsoară raportul dintre forța de apăsare normală și aria suprafeței pe care se exercită. În fizică, presiunea influențează comportamentul fluidelor și interacțiunile dintre particule, având aplicații esențiale în diverse domenii.
Atomii sunt unități fundamentale ale materiei, alcătuite dintr-un nucleu central, format din protoni și neutroni, în jurul căruia se rotesc electroni cu sarcină negativă. Această structură submicroscopică formează toate substanțele din jurul nostru.
Izotopii sunt atomi ai aceluiași element chimic care au același număr de protoni, dar un număr diferit de neutroni, rezultând mase atomice diferite. De exemplu, carbonul are trei izotopi naturali: carbon-12, carbon-13 și carbon-14.
Particulele elementare sunt constituenții fundamentali ai materiei, indivizibili și fără structură internă cunoscută. Printre acestea se numără quarcii și leptonii, care interacționează prin forțele fundamentale ale naturii.
Reacțiile catalitice sunt procese chimice accelerate de substanțe numite catalizatori, care rămân neschimbate cantitativ la finalul reacției. Aceste reacții sunt esențiale în industrie și biologie, facilitând transformări chimice fără a consuma catalizatorul.
Fizica explică lumea de zi cu zi prin legi fundamentale care guvernează mișcarea, energia și interacțiunile materiei. De exemplu, înțelegerea principiilor fizice ne ajută să explicăm fenomene precum tunetul, fulgerul, schimbarea stărilor de agregare și magnetizarea.
Bateriile transformă energia chimică în energie electrică prin reacții redox între electrozi și un electrolit. În timpul descărcării, electronii se deplasează de la anod la catod, generând curent electric utilizabil.
Electricitatea este fluxul de sarcini electrice printr-un conductor, generat de mișcarea electronilor sub influența unui câmp electric. Această mișcare produce curent electric, esențial pentru alimentarea dispozitivelor electrice și pentru diverse aplicații tehnologice.
Magneții funcționează prin generarea unui câmp magnetic rezultat din mișcarea electronilor în atomi; acest câmp atrage sau respinge obiectele feromagnetice, precum fierul, nichelul și cobaltul.
Materialele moderne funcționează prin combinarea proprietăților diferitelor substanțe pentru a obține caracteristici superioare. De exemplu, materialele compozite, cum ar fi betonul armat cu fibre, îmbină betonul cu fibre de oțel sau sticlă pentru a spori rezistența și durabilitatea.
Reacțiile chimice sunt procese în care substanțele se transformă în altele cu proprietăți diferite, implicând ruperea și formarea de legături chimice. Acestea pot fi clasificate în reacții de combinare, descompunere, substituție și schimb, fiecare având caracteristici specifice.
Stările materiei sunt solidă, lichidă, gazoasă și plasmă, fiecare având caracteristici distincte. Recent, cercetătorii au descoperit stări exotice precum supersoliditatea și cristalul lichid cuantic, care combină rigiditatea și fluiditatea în condiții extreme.
Cristalele se formează prin cristalizare, proces în care moleculele sau atomii se organizează într-o structură ordonată pe măsură ce substanța trece din faza lichidă în cea solidă. Acest proces poate avea loc prin răcirea magmei, evaporarea soluțiilor sau prin depunerea de materiale în cavități subterane.
Legăturile chimice se formează prin interacțiuni între atomi, permițând acestora să atingă configurații electronice stabile. Aceste interacțiuni includ legături ionice, covalente și metalice, fiecare cu caracteristici specifice.
Energia se măsoară în unități precum jouli, kilowați-oră (kWh) și metri cubi (m³), în funcție de tipul de energie și aplicație. De exemplu, energia electrică se măsoară în kWh, iar gazele naturale în m³, cu conversie la kWh folosind puterea calorifică.
Sunetul se propagă sub formă de unde mecanice longitudinale, necesită un mediu material (gazos, lichid sau solid) pentru a se transmite și nu se poate propaga în vid. Viteza de propagare a sunetului depinde de densitatea și elasticitatea mediului; de exemplu, în aer la 20°C, viteza este de aproximativ 343 m/s, în apă la 20°C este de 1.482 m/s, iar în sticlă ajunge la 5.640 m/s.
Căldura se transmite prin trei procese fundamentale: conducție, convecție și radiație. Conducția implică transferul de căldură prin contact direct între particule, convecția prin mișcarea fluidelor, iar radiația prin unde electromagnetice.
Apa are proprietăți neobișnuite datorită structurii sale moleculare și legăturilor de hidrogen, care îi conferă densitate maximă la 4°C și capacitatea de a dizolva o gamă largă de substanțe.
Temperatura de fierbere a apei variază în funcție de presiunea atmosferică; la nivelul mării, aceasta este de 100°C, dar la altitudini mari, precum pe Muntele Everest, scade la aproximativ 68–72°C din cauza presiunii atmosferice reduse.
Metalele sunt maleabile datorită structurii lor cristaline, care permite atomilor să se deplaseze ușor sub presiune, formând foi subțiri fără a se rupe. Această proprietate este esențială în prelucrarea metalelor prin laminare.
Materialele care conduc curentul electric permit deplasarea electronilor liberi prin structura lor atomică. Metalele, precum argintul, cuprul și aluminiul, au electroni de valență care se mișcă ușor, facilitând astfel conducerea electricității.
Reacțiile explozive sunt reacții chimice rapide care eliberează o cantitate mare de energie, crescând brusc temperatura și presiunea, ceea ce poate duce la daune semnificative. Acestea apar atunci când substanțele chimice reacționează violent, generând gaze și căldură într-un timp scurt.
Unele substanțe sunt toxice deoarece interacționează cu procesele biologice esențiale, perturbând funcționarea normală a organismului. De exemplu, metalele grele precum plumbul și mercurul pot afecta sistemul nervos și rinichii, iar pesticidele pot perturba echilibrul hormonal și pot cauza probleme de dezvoltare la copii.