สสาร: คุณสมบัติ, ส่วนผสม, และการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพกับเคมี

สสารคือทุกสิ่งที่มีมวลและใช้พื้นที่ มันรวมถึงของแข็งที่คุณสามารถถือ ของเหลวที่คุณสามารถเท และก๊าซที่กระจายออกและเติมเต็มพื้นที่ สถานะของสสารไม่ใช่แค่ป้ายกำกับ พวกมันอธิบายว่าการเคลื่อนไหวของอนุภาคเป็นอย่างไร ในของแข็ง อนุภาคจะถูกบรรจุอย่างใกล้ชิดและส่วนใหญ่สั่นในที่ ซึ่งช่วยให้ของแข็งรักษารูปร่าง ในของเหลว อนุภาคยังคงอยู่ใกล้กันแต่สามารถเลื่อนผ่านกันได้ ทำให้ของเหลวไหลได้ ในก๊าซ อนุภาคเคลื่อนที่อย่างอิสระและกระจายออก ซึ่งเป็นเหตุผลที่ก๊าซสามารถเติมเต็มห้องหรือพองลูกโป่งได้ การคิดในแง่ของพฤติกรรมของอนุภาคทำให้สสารไม่น่าพิศวงและคาดการณ์ได้มากขึ้น

สสารมีคุณสมบัติที่ช่วยให้คุณระบุวัสดุและเลือกใช้สำหรับงานบางอย่าง คุณสมบัติบางอย่างสังเกตได้ด้วยประสาทสัมผัส เช่น สี เนื้อสัมผัส กลิ่น และความเงา อื่น ๆ วัดได้ เช่น มวล ปริมาตร ความหนาแน่น และอุณหภูมิ ความหนาแน่นช่วยอธิบายการลอยและการจม วัตถุสองชิ้นอาจมีขนาดเท่ากันแต่ไม่ใช่มวลเท่ากัน หินหนักจมในขณะที่ไม้แห้งอาจลอยได้ คุณสมบัติบางอย่างเกี่ยวข้องกับการที่สสารมีปฏิสัมพันธ์กับพลังงาน โลหะมักจะนำความร้อนได้ดี ซึ่งมีประโยชน์ในการทำอาหาร แต่ก็อาจทำให้เกิดการไหม้หากจัดการอย่างไม่ระมัดระวัง วัสดุบางชนิดนำไฟฟ้า ในขณะที่บางชนิดเป็นฉนวน คุณสมบัติเหล่านี้กำหนดการออกแบบเครื่องมือ การเลือกวัสดุก่อสร้าง และกฎความปลอดภัย

การเปลี่ยนแปลงในสสารสามารถจัดกลุ่มเป็นการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและการเปลี่ยนแปลงทางเคมี การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพเปลี่ยนรูปแบบ สถานะ หรือการจัดเรียงโดยไม่สร้างสารใหม่ การละลายน้ำแข็ง การแช่แข็งน้ำ การตัดกระดาษ การยืดหยาง และการละลายน้ำตาลในน้ำเป็นการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ การเปลี่ยนแปลงทางเคมีสร้างสารใหม่ที่มีคุณสมบัติต่างกัน การเผาไม้สร้างเถ้าและก๊าซ สนิมเกิดขึ้นเมื่อเหล็กทำปฏิกิริยากับออกซิเจนและความชื้น การทำอาหารอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เปลี่ยนรสชาติ เนื้อสัมผัส และโครงสร้าง การเปลี่ยนแปลงทางเคมีมักเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงพลังงาน เช่น ความร้อนที่ปล่อยออกมาโดยการเผาไหม้หรือความร้อนที่ดูดซับในบางปฏิกิริยา ความแตกต่างสำคัญคือการเปลี่ยนแปลงทางเคมีมักยากที่จะย้อนกลับโดยใช้วิธีการง่าย ๆ

ส่วนผสมคือการรวมกันของสารที่ไม่ได้เชื่อมโยงทางเคมีเป็นสารใหม่ วัสดุในชีวิตประจำวันหลายอย่างเป็นส่วนผสม: ดิน อากาศ ชาที่มีน้ำตาล ซุป คอนกรีต และแม้แต่โลหะหลายชนิดที่ใช้ในเครื่องมือ ส่วนผสมสามารถแยกออกได้โดยใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติที่แตกต่างกัน การกรองแยกของแข็งออกจากของเหลวเมื่ออนุภาคใหญ่กว่ารูกรอง การตกตะกอนแยกอนุภาคที่หนักกว่าที่จมลงเมื่อเวลาผ่านไป การร่อนแยกอนุภาคตามขนาด การระเหยแยกของแข็งที่ละลายออกจากของเหลว เช่น เกลือจากน้ำเค็ม การกลั่นสามารถแยกของเหลวที่มีจุดเดือดต่างกันเมื่อคุณสามารถให้ความร้อนและควบแน่นไอได้อย่างปลอดภัย การเข้าใจวิธีการแยกช่วยในการทำความสะอาดน้ำ การทำอาหาร การเกษตร และแม้แต่การรีไซเคิล

ความร้อนและอุณหภูมิมีผลกระทบต่อสสารอย่างมาก การให้ความร้อนมักจะเพิ่มการเคลื่อนไหวของอนุภาค ซึ่งอาจทำให้เกิดการขยายตัว การหลอมเหลว การระเหย และการละลายเร็วขึ้น การทำให้เย็นลงทำให้อนุภาคเคลื่อนที่ช้าลง ซึ่งอาจทำให้เกิดการหดตัว การควบแน่น และการแช่แข็ง สิ่งนี้มีความสำคัญในชีวิตจริง ฝาขวดอาจหลวมหลังจากอุ่นเพราะโลหะขยายตัวเล็กน้อย น้ำค้างตอนเช้าก่อตัวเมื่ออากาศอุ่นชื้นพบกับพื้นผิวเย็นและไอน้ำควบแน่น ถนนอาจแตกเมื่อมีน้ำแข็งในช่องว่างเล็ก ๆ และขยายตัว ผู้คนใช้ผลกระทบเหล่านี้อย่างตั้งใจเมื่อทำอาหาร เก็บอาหาร ตากพืชผล และสร้างด้วยวัสดุที่ต้องรับมือกับการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ

การเรียนรู้เกี่ยวกับสสารคือพลังที่ใช้งานได้จริง มันช่วยให้คุณคาดการณ์ผลลัพธ์และหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาด คุณเรียนรู้ว่าทำไมภาชนะบางชนิดถึงปลอดภัยสำหรับของเหลวร้อนและบางชนิดไม่ปลอดภัย คุณเรียนรู้ว่าทำไมน้ำสะอาดต้องการการกรองที่เหมาะสมและบางครั้งต้องต้ม คุณเรียนรู้ว่าทำไมวัสดุบางชนิดถึงทนทานกว่านอกอาคาร สสารไม่ใช่แค่ "สิ่งของ" มันคือชุดเครื่องมือของโลกทางกายภาพ และการเข้าใจมันช่วยให้ผู้คนสร้าง ซ่อมแซม ทำอาหาร ทำฟาร์ม และใช้ชีวิตได้อย่างปลอดภัยมากขึ้น

แบบทดสอบ 1

• จงบอกชื่อสถานะสามสถานะของสสารที่พบได้ทั่วไป
• อนุภาคมีพฤติกรรมต่างกันอย่างไรในของแข็งกับก๊าซ?

แบบทดสอบ 2

• บอกชื่อคุณสมบัติที่วัดได้สองอย่างของสสาร
• คุณสมบัติใดช่วยอธิบายการลอยและการจม?

แบบทดสอบ 3

• ยกตัวอย่างหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ
• ยกตัวอย่างหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงทางเคมี

แบบทดสอบ 4

• ส่วนผสมคืออะไร
• บอกชื่อสองวิธีในการแยกส่วนผสม

แบบทดสอบ 5

• บอกชื่อหนึ่งวิธีที่ความร้อนมีผลต่อสสาร
• บอกชื่อหนึ่งงานในชีวิตประจำวันที่ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของสสาร