Materia

En física, materia ye tou aquello que s'estiende en cierta rexón del espaciu-tiempu, tien una cierta cantidá d'enerxía y per ende ta suxetu a cambio nel tiempu y a interacciones con aparatos de midida. Considérase que ye lo que forma la parte sensible de los oxetos perceptibles o detectables per medios físicos.

Materia
sustancia física (es)

Etimológicamente, provién del llatín materia, que significa «sustancia de la que tán feches les coses» y que tamién alude a la «madera dura del interior d'un árbol»; la pallabra ta rellacionada con māter («orixe, fonte, madre») y correspuéndese col griegu hyle (de hylos: «monte, madera, lleña, material») que ye un conceutu aristotélicu de la teoría filosófica del hilemorfismo. La materia yelo tou, tou aquello que puede vese tocar sentir goler , ye la sustancia pola cual tán eches tola coses incluyéndo al s'humanu amás esta confonformada por átomu y molécules

Conceutu natural

En física, llámase materia a cualquier tipu d'entidá que ye parte del universu observable, tien enerxía acomuñada, ye capaz de interaccionar, esto ye, ye medible y tien una llocalización espaciotemporal compatible coles lleis de la naturaleza.

Clásicamente considérase que la materia tien tres propiedaes que xuntes carauterizar: ocupa un llugar nel espaciu, tien masa y perdura nel tiempu.

Nel contestu de la física moderna entender por materia cualesquier campu, entidá, o discontinuidá traducible a fenómenu perceptible que s'arrobina al traviés del espaciu-tiempu a una velocidá igual o inferior a la de la velocidá de la lluz lluz y a la que pueda acomuñar enerxía. Asina toles formes de materia tienen acomuñaes una cierta enerxía pero solo delles formes de materia tienen masa.

Materia másica

Los constituyentes básicos de la materia másica conocida son los fermiones como los "quarks" (púrpura) y "leptones" (verde). Los bosones (colloráu) son "materia non-másica".

Artículu principal: Materia (física)

La materia másica ta entamada en dellos niveles y subniveles. La materia másica pue ser estudiada dende los puntos de vista macroscópico y microscópicu. Según el nivel de descripción adoptáu tenemos d'adoptar descripciones clásiques o descripciones cuántiques. Una parte de la materia másica, concretamente la que compón los astros subenfriados y les estrelles, ta constituyida por molécules, átomos, y iones. Cuando les condiciones de temperatura déxalo la materia atópase entestada.

Nivel microscópicu

El nivel microscópicu de la materia másica puede entendese como un agregáu de molécules. Estes de la mesma son agrupaciones d'átomos que formen parte del nivel microscópicu. De la mesma esisten niveles microscópicos que dexen descomponer los átomos en constituyentes entá más elementales, que sería'l siguiente nivel, son:

• Electrones: partícules leptónicas con carga llétrica negativa.
• Protones: partícules bariónicas con carga llétrica positiva.
• Neutrones: partícules bariónicas ensin carga llétrica (pero con momentu magnéticu).

A partir d'equí hai tou un conxuntu de partícules subatómiques qu'acaben finalmente nos constituyentes postreros de la materia. Asina por casu virtualmente los bariones del nucleu (protones y neutrones) caltiénense xuníos gracies a un campu esguilar formáu por piones (bosones de espín cero). Ya igualmente los protones y neutrones, sabemos que nun son partícules elementales, sinón que tienen constituyentes de menor nivel que llamamos quarks (que de la mesma se caltienen xuníos por aciu l'intercambiu de gluones virtuales).

Nivel macroscópico

Macroscópicamente, la materia másica presentar nes condiciones imperantes nel sistema solar, n'unu de cuatro estados d'agregamientu molecular: sólidu, líquidu, gaseosu y plasma. Acordies cola teoría cinética molecular la materia atópase formada por molécules y estes atópense animaes de movimientu, que camuda constantemente de direición y velocidá cuando topeten o sol influxu d'otres interacciones físiques. Por cuenta de esti movimientu presenten enerxía cinética que tiende a dixebrales, pero tamién tienen una enerxía potencial que tiende a xuntales. Polo tanto l'estáu físicu d'una sustancia pue ser:

• Sólidu: la enerxía cinética ye menor que la potencial.
• Líquidu: la enerxía cinético y potencial son aproximao iguales.
• Gaseoso: la enerxía cinética ye mayor que la potencial.
• Plasma: la enerxía cinética ye tal que los electrones tienen una enerxía total positiva.

So ciertes condiciones puede atopase materia másica n'otros estaos físicos, como'l entestáu de Bose-Einstein o'l entestáu fermiónico.

La manera más fayadiza de definir materia másica ye describiendo les sos cualidaes:

• Presenta dimensiones, esto ye, ocupa un llugar nun espaciu-tiempu determináu.
• Presenta inercia: la inercia defínese como la resistencia qu'opón la materia a modificar el so estáu de reposu o movimientu.
• La materia ye la causa de la gravedá o gravitación, que consiste na atraición qu'actúa siempres ente oxetos materiales anque tean separaos por grandes distancies.

Materia non-másica

Una gran parte de la enerxía del universu correspuende a formes de materia formada por partícules o campos que nun presenten masa, como la lluz y la radiación electromagnético, los dos formada por fotones. Xunto con estes partícules non másicas, postúlase la esistencia d'otres partícules como'l gravitón, el fotino y el gravitino, que seríen toes elles partícules ensin masa anque contribúin a la enerxía total del universu.

Distribución de materia nel universu

Según estimaciones recién, resumíes nesti gráficu de la NASA, alredor del 70% del conteníu enerxético del Universu consiste n'enerxía escura, que la so presencia inferir nel so efeutu sobre la espansión del Universu pero sobre que la so naturaleza última nun se sabe casi nada.

Según los modelos físicos actuales, namái aproximao'l 5% del nuesu universu ta formáu por materia másica ordinaria. Supónse qu'una parte importante d'esta masa sería materia bariónica formada por bariones y electrones, que namái supondríen alredor de 1/1850 de la masa de la materia bariónica. El restu del nuesu universu componer de materia escuro (23%) y enerxía escura (72%).

A pesar que la materia bariónica representa un porcentaxe tan pequeñu, la metá d'ella inda nun s'atopó. Toles estrelles, galaxes y gas observable formen menos de la metá de los bariones que tendría d'haber. La hipótesis principal sobre'l restu de materia bariónica non atopada ye que, de resultes del procesu de formación d'estructures posterior al big bang, ta distribuyida en filamentos gaseosos de baxa densidá que formen una rede por tol universu y en que los sos nodos atópense los diversos cúmulos de galaxes. Apocayá (mayu de 2008) el telescopiu XMM-Newton de l'axencia espacial europea atopó pruebes de la esistencia de dicha rede de filamentos.

Propiedaes de la materia ordinario

Propiedaes xenerales

Les propiedaes xenerales presenten los sistemes materiales básicos ensin distinción y por tal motivu nun dexen estremar una sustancia d'otra. Dalgunes de les propiedaes xenerales dáse-yos el nome d'estensives, pos el so valor depende de la cantidá de materia, tal ye'l casu de la masa, el pesu, volume. Otres, les que nun dependen de la cantidá de materia sinón de la sustancia de que se trate, llámense intensives. L'exemplu paradigmáticu de magnitú intensiva de la materia másica ye la densidá.

Propiedaes estrínseques o xenerales

Son les cualidaes que nos dexen reconocer a la materia, como la extensión, o la inercia. Son aditivas por cuenta de que dependen de la cantidá de la muestra tomada. Pa midiles definimos magnitúes, como la masa, pa midir la inercia, y el volume, pa midir la estensión (nun ye realmente una propiedá aditiva exacta de la materia polo xeneral, sinón pa cada sustancia en particular, porque si entemecemos por casu 50 ml d'agua con 50 ml de etanol llogramos un volume de disolución de 96 ml). Hai otres propiedaes xenerales como la interacción, que se mide por aciu la fuercia. Tou sistema material interacciona con otros en forma gravitatoria, electromagnética o nuclear. Tamién ye una propiedá xeneral de la materia la so estructura corpuscular, lo que xustifica que la cantidá midir pa ciertos usos en moles.

Propiedaes intrínseques o específiques

Son les cualidaes de la materia independiente de la cantidá que se trate, ye dicir nun dependen de la masa. Nun son aditivas y, polo xeneral, resulten de la composición de dos propiedad estensives. L'exemplu perfectu apurrir la densidá, que rellaciona la masa col volume. Ye'l casu tamién del puntu de fusión, del puntu de bullidura, el coeficiente de solubilidá, el índiz de refraición, el módulu de Young, etc.

Propiedaes químiques

Son aquelles propiedaes distintives de les sustancies que se reparen cuando reaccionen, esto ye, cuando se ruempen o se formen enllaces químicos ente los átomos, formándose cola mesma materia sustancies nueves distintes de les orixinales. Les propiedaes químiques manifestar nos procesos químicos (reacciones químiques), ente que les puramente llamaes propiedaes físiques, manifestar nos procesos físicos, como'l cambéu d'estáu, la deformación, el desplazamientu, etc.

Exemplos de propiedaes químiques:

• Cáusticidad de les Base

• Corrosividad d'ácidos
• Poder caloríficu o enerxía calórica
• Acidez
• Alcalinidad
• Reactividá

Llei del caltenimientu de la materia

Como fechu científicu la idea de que la masa caltién se remonta al químicu Lavoisier, el científicu francés consideráu padre de la Química moderna que midió curioso la masa de les sustancies antes y dempués d'intervenir nuna reacción química, y llegó a la conclusión de que la materia, midida pola masa, nun se crea nin destrúi, sinón que namái se tresforma nel cursu de les reacciones. Les sos conclusiones resumir nel siguiente enunciáu: Nuna reacción química, la materia nun se crea nin se destrúi, solo tresfórmase. El mesmu principiu foi descubiertu antes por Mijaíl Lomonosov, de manera que ye dacuando citáu como llei de Lomonosov-Lavoisier, más o menos nos siguientes términos: La masa d'un sistema de sustancies ye constante, con independencia de los procesos internos que puedan afecta-y, esto ye, "La suma de los productos, ye igual a la suma de los reactivos, calteniéndose constante la masa". Sicasí, tantu les téuniques modernes como'l meyoramientu de la precisión de les midíes dexaron establecer que la llei de Lomonosov-Lavoisier, cumplir namái aproximao.

La equivalencia ente masa y enerxía descubierta por Einstein obliga a refugar l'afirmación de que la masa convencional caltiénse, porque masa y enerxía son mutuamente convertibles. D'esta manera puede afirmase que la masa relativista equivalente (el total de masa material y enerxía) caltiénse, pero la masa en reposu puede camudar, como asocede naquellos procesos relativísticos en qu'una parte de la materia convertir en fotones. La conversión en reacciones nucleares d'una parte de la materia n'enerxía radiante, con amenorgamientu de la masa en reposu; reparar por casu en procesos de fisión como la esplosión d'una bomba atómica, o en procesos de fusión como la emisión constante d'enerxía que realicen les estrelles.

Conceutu filosóficu

Dende l'empiezu de la filosofía, y en casi toles cultures, atópase esti conceutu vagamente formuláu como lo que permanez per debaxo de les apariencies cambiantes de les coses de la naturaleza. Según esa idea, tou lo observable ta dau nes sos diverses y cambiantes apariencies nun soporte o entidá na qu'anicia'l movimientu y cambéu de les coses: la materia.

Principiu únicu o diversos

Una cuestión filosófica importante foi si tou la materia o sustratu material tenía un principiu únicu o tenía diverses fontes. Que dichu sustratu sía unu namái, o dellos principios materiales, (aire, fueu, tierra y agua), foi cuestión plantegada polos filósofos milesios; los eleatas, sicasí, cuestionaron la realidá del movimientu y, xunto colos pitagóricos, encontaron el ser nun principiu formal del pensamientu, dexando a la materia puramente como daqué indetermináu ya inconsistente, un nun ser.

L'atomismu

Mayor trescendencia histórica tuvo la teoría atomista de l'antigüedá, puesta de nuevu a valir pol mecanicismu racionalista nel sieglu XVII y XVIII, que supunxo'l soporte teóricu básicu pa la nacencia de la ciencia física moderna.

Hilemorfismo

Platón y sobremanera Aristóteles ellaboraron el conceutu de forma, correlativu y en contraposición a la materia, dándo-y a ésta'l calter metafísicu y problemáticu que tuvo a lo llargo de la historia del pensamientu, coles mesmes que sirvió como conceutu que s'aplica n'otros contestos.

Ye Aristóteles quien ellaboró'l conceutu de materia de manera más completa, magar l'aspeutu metafísicu quedó apostráu a la escolástica.

Pa Aristóteles, siguiendo la tradición de los milesios y de Platón, la carauterística fundamental de la materia ye la receptividá de la forma. La materia puede ser tou aquello capaz de recibir una forma. Por eso primero de too la materia ye potencia de ser daqué, siendo'l daqué lo determinao pola forma.

En función d'esti conceutu hai tantes clases de materies como clases de formes capaces de determinar a un ser. Yá que el movimientu consiste nun cambéu de forma de la sustancia, el movimientu esplicar en función de la materia como potencia y l'actu como forma de determinación de la sustancia.

La materia, en cuantes que sustancia y suxetu, ye la posibilidá mesma del movimientu. Hai tantes clases de materia cuantes posibles determinaciones de la sustancia nos sos predicaos.

Cuando les determinaciones son accidentales la materia vien dada pola situación de la sustancia en potencia al respective de receición d'una nueva forma. Asina'l tar sentando n'actu ye materia en potencia pa tar de pies; el movimientu consiste en pasar de tar de pies en potencia, a tar de pies n'actu.

El problema ye la esplicación del cambéu sustancial que se produz na xeneración y corrupción de la sustancia. Apaez equí'l conceutu metafísicu de materia primo, pura potencia de ser que nun ye nada, yá que nun tien nenguna forma de determinación.

La tradicional fórmula escolástica pola que se suel definir la materia primo da idea de que realmente ye difícil concebir una realidá que se correspuenda con dichu conceutu: Nun ye un qué (sustancia), nin una cualidá, nin una cantidá nin nenguna otra cosa poles cualos determinar el ser. Una definición puramente negativa qu'incumple les lleis mesmes de la definición.

Conceutu de materia n'otros contestos

Materia y Alma - Cuerpo y Espíritu

Una de les formes de considerancia de la materia foi na so oposición col alma. Según esta oposición la materia fai referencia a lo "inerte", lo que nun tien vida.

Nesta oposición l'alma denota principiu de "vida" como capacidá de automovimiento y nel casu de los animales, siquier los animales cimeros, capacidá de conciencia; siendo esclusivu del home la capacidá de autoconciencia entendida como espíritu y llibertá.

El fechu relixosu concedió históricamente a esta oposición una dimensión cultural perimportante. Pero la ciencia, al prescindir de cualquier dimensión metafísica o relixosa, nun puede faese ecu d'esta distinción.

Ciencies materiales y ciencies formales

Les matemátiques y la lóxica son ciencies formales porque nun tienen nengún oxetu material d'estudiu sinón la formes válides de inferencia. Por eso la so meyor espresión ye simbólica, ensin conteníu. Les demás ciencies en cuantes que tienen un oxetu d'estudiu concretu son ciencies materiales.

Étiques materiales y étiques formales.

Kant introdució lo que llamó étiques materiales y étiques formales. Les primeres consisten n'establecer los imperativos alrodiu de lo qu'hai que faer, esto ye, tienen conteníu. Les segundes nun dicen lo que se tien que faer sinón la forma” en que se debe actuar en cualquier circunstancia.

Materia y forma nes obres artístiques

Nes obres d'arte, lliteratura, cine, pintura etc. suel estremase ente'l conteníu de que se trata (tema artística, tema lliteraria) y la forma en que la tema ye tratáu. Al primer aspeutu considérase-y como la materia y al segundu la forma puramente dicha na que consiste l'arte.

Artículu principal: Forma artística

Tamién se denomina "materia" al material del que la obra d'arte ta fechu y que determina la so téunica: materia pictórico (oleu, temple, pintura al frescu frescu, etc.), materia escultórico (bronce, mármol, talla de madera madero, etc.), materia arquitectónico o materiales de construcción (adobe, lladriyu, mampostería, sillares, arquiteutura en madera madero, fierro, cristal, etc.)

Particularmente en pintura, la "materia" oponer al "soporte", n'espresiones como "oleu sobre llenzu", "temple sobre tabla", "téunica mista sobre papel", etc.

Miscelánea

• El quilogramu ye una unidá de la cantidá de materia, correspuende a la masa d'un dm³ (1 llitru) d'agua puro a 4 °C de temperatura. A partir d'esta midida, creóse un bloque de platín ya iridiu de la mesma masa que se denominó kilogramu patrón. Esti caltener na Oficina Internacional de Pesos y Midíes de Sèvres (Francia).
• La cantidá de materia tamién puede ser envalorada pola enerxía contenida nuna cierta rexón del espaciu, tal como suxer la fórmula Y = m. c² que da la equivalencia ente masa y enerxía establecida pola teoría de la relatividá d'Albert Einstein.
• "Tabla de densidaes" en [kg/m³]: Osmiu 22300, Oru 19300 - Fierro 7960 - Cementu 3000 - Agua 1000 - Xelu 920 - Madera 600 a 900 - Aire 1, 29.
• La temperatura ye una magnitú qu'indica'l grau de baturiciu térmicu d'una sustancia. Coles mesmes, cuando dos sustancies que tán en contautu tienen distintes temperatures produzse una tresferencia d'enerxía térmica (en forma de calor) hasta igualar dambes temperatures. Nel momentu que iguálense les temperatures dizse qu'estos dos sustancies tán n'equilibriu térmicu.
• Los trés elementos químicos más abondosos nel universu son H, He y C; dalgunes de les sos propiedaes más importantes son:
  • Hidróxenu (H₂): Densidá = 0, 0899 kg/m³ Teb = -252, 9 °C, Tf =-259, 1 °C.
  • Heliu (He): Densidá = 0, 179 kg/m³ Teb = -268, 9 °C, Tf = -272, 2 °C.
  • Carbonu (C): Densidá = 2267 kg/m³ Teb = 4027 °C, Tf = 3527 °C.

Ver tamién

• Antimateria
• Materia escuro
• Material

Bibliografía

• Landau & Lifshitz, Teoría clásica de los campos, Ed. Reverté, ISBN 84-291-4082-4.
• Vázquez-Reyna Mario. Reflexones en redol a la materia, la enerxía y la masa. Cd. de Méxicu (1998). ISBN 970-91797-1-3
• Segura González, Wenceslao, de campu relativista (enllaz rotu disponible n'Internet Archive; ver l'historial y la última versión)., eWT Ediciones, 2014, ISBN 978-84-617-1463-6.

Enllaces esternos

• Wikiquote tien frases célebres suyes o que faen referencia a Materia.

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