Fot. 1. Przykłady ciał fizycznych← 2. Chemia w życiu codziennym i w naukach przyrodniczych
4. Właściwości fizyczne substancji →
Na pierwszej lekcji powiedzieliśmy, że chemia bada substancje. Teraz przyjrzymy się im dokładniej i nauczymy się odróżniać trzy pojęcia, które w mowie potocznej często się mieszają: substancję, ciało fizyczne i materiał.
Cele lekcji
Zanim zaczniesz. Na stole leżą gwóźdź, łyżka i klucz. Wyglądają różnie, ale ktoś twierdzi, że gwóźdź i łyżka mogą być zrobione z tego samego. Czy to możliwe? Zapisz, jak byś to sprawdził, i zastanów się, o co właściwie pytasz: o kształt czy o coś innego.
Fot. 1. Przykłady ciał fizycznychGwóźdź, łyżka, klucz, szklanka, kropla deszczu, kamień, drzewo, a nawet twój ołówek, to wszystko są ciała fizyczne. Mają określony kształt i rozmiar, zajmują miejsce w przestrzeni, możemy je zobaczyć, dotknąć, zmierzyć lub zważyć. Ciała fizyczne można policzyć: dwa gwoździe, trzy łyżki, jedna szklanka.
Zwróć uwagę, że w chemii słowo „ciało” nie oznacza tego samego co w mowie potocznej. Ciałem fizycznym może być kamień albo metalowy klucz, a także twoje ciało, bo każde z nich ma swoje granice w przestrzeni.
Zapamiętaj. Ciało fizyczne to dowolny przedmiot o określonym kształcie i rozmiarze, który zajmuje miejsce w przestrzeni. Ciała fizyczne możemy policzyć.
Gdy zapytasz, z czego zrobione jest dane ciało fizyczne, odpowiedź wskaże substancję. Gwóźdź jest zrobiony z żelaza, szklanka ze szkła, a kropla deszczu z wody. Żelazo, szkło i woda to substancje.
Substancja nie ma własnego kształtu ani rozmiaru. Mówimy „żelazo”, „woda”, „cukier” niezależnie od tego, w jakim kształcie i w jakiej ilości występują. Substancji nie liczymy tak jak ciał, tylko określamy, ile jej jest, na przykład w gramach, kilogramach lub litrach.
| Ciało fizyczne | Substancja | |
|---|---|---|
| Pytanie | Co to za przedmiot? | Z czego jest zrobiony? |
| Kształt i rozmiar | ma | nie ma własnego |
| Można policzyć? | tak (dwa gwoździe) | nie; określamy ilość, np. masę |
| Przykłady | gwóźdź, szklanka, kropla, kamień | żelazo, szkło, woda |
Fot. 2. Różne ciała, jedna substancja: żelazoZ tej samej substancji można wykonać bardzo różne ciała. Żelazo spotkasz w gwoździu, w śrubie, w kłódce i w szynie kolejowej. Woda jest w kropli, w jeziorze, w szklance i w kałuży. Szkło tworzy szklankę, okno, butelkę i soczewkę okularów.
Działa to także w drugą stronę: ciała o tym samym kształcie mogą być zbudowane z różnych substancji. Kubek może być ceramiczny, szklany, metalowy albo plastikowy, a mimo to nazwiemy go kubkiem. Kształt i przeznaczenie to jedno, a substancja, z której ciało jest zrobione, to drugie.
| Ciało fizyczne | Z jakiej substancji może być zrobione? |
|---|---|
| kubek | ceramika, szkło, metal, tworzywo sztuczne |
| łyżka | stal, drewno, tworzywo sztuczne, srebro |
| okno | szkło, tworzywo sztuczne |
| moneta | różne stopy metali |
Dzięki temu rozróżnieniu wiesz, co chemik ma na myśli, gdy mówi o substancji: nie interesuje go, czy ma przed sobą gwóźdź, czy śrubę. Interesuje go, z czego to jest zrobione.
Fot. 3. Materiały budowlane: drewno, cegła, szkłoGdy chcemy coś wykonać, wybieramy odpowiedni materiał. Materiał to substancja albo kilka substancji, które człowiek wybrał lub przygotował, by wytworzyć z nich ciała fizyczne o określonym przeznaczeniu. Budowniczy używa materiałów budowlanych: drewna, cegły, szkła, betonu, stali. Krawcowa korzysta z materiałów tekstylnych.
W wielu przypadkach materiał to po prostu inna nazwa substancji, na przykład szkło czy miedź. Czasem jest jednak połączeniem kilku substancji, które razem lepiej nadają się do zadania niż każda z osobna. Stal powstaje z żelaza z dodatkiem innych składników. Beton z cementu, piasku, żwiru i wody. Takiego materiału nie nazwiemy jedną substancją.
Dowiedz się więcej. Od materiałów, z których ludzie najczęściej wytwarzali narzędzia, nazwano całe epoki w dziejach: epokę kamienia, epokę brązu, epokę żelaza. Każda z nich zaczęła się, gdy ludzie nauczyli się obrabiać nową substancję.
Dlaczego do budowy okna używamy szkła, a nie drewna? Dlaczego garnek robimy z metalu, a nie z papieru? Odpowiedź zależy od tego, jak zachowują się poszczególne substancje, czyli od ich cech. Na to pytanie odpowiemy na następnej lekcji. Na razie zapamiętaj, że materiał wybieramy ze względu na to, do czego ma posłużyć.
| Pojęcie | Co oznacza? | Przykład |
|---|---|---|
| Ciało fizyczne | przedmiot o określonym kształcie, który można policzyć | szklanka |
| Substancja | to, z czego zbudowane jest ciało | szkło |
| Materiał | substancja lub kilka substancji dobrane do wykonania ciał o określonym przeznaczeniu | szkło używane do produkcji szklanek |
Ważne. W mowie potocznej często mówimy „szkło” o szklance („podaj mi szkło”) albo „plastik” o przedmiocie z tworzywa. W chemii tych słów używamy dokładnie: szkło to substancja lub materiał, a szklanka to ciało fizyczne.
To najważniejsze