Medžiagų savybės (5.1 tema)

Anksčiau šiame vadovėlyje sužinojome, kad kūnai yra sudaryti iš medžiagų. Yra daugybė visokių medžiagų. Kai kurios jų randamos gamtoje, aptinkamos gyvuosiuose organizmuose. Gilinantis į gyvybės paslaptis, aptinkama labai daug iki šiol dar neatrastų medžiagų. Itin retai viena kita medžiaga atkeliauja iš kosmoso – į Žemę nukritusius dangaus kūnus ypač kruopščiai tyrinėja mokslininkai. Tačiau daug naujų medžiagų pagamina žmonės. Naujos medžiagos registruojamos. Jų skaičius kasmet auga ir šiuo metu siekia kelis šimtus milijonų.

Medžiagos pasižymi tam tikromis savybėmis. Jau susipažinome su kai kuriomis iš jų, pavyzdžiui, tirpumu vandenyje. Ne mažiau svarbios yra ir kitos medžiagų savybės, tokios kaip spalva, kvapas, skonis. Pavyzdžiui, žinome, kad cukrus yra saldus. Saldus yra ir saldiklis, dedamas į kramtomąją gumą. Tačiau kitos saldiklio savybės skiriasi nuo cukraus savybių.

Valgomoji druska yra sūri. Jei netyčia teko paragauti jūros vandens, turbūt žinote, kad, be sūrumo, juntamas ir kartumas. Jis būdingas kitai jūros vandenyje ištirpusiai medžiagai. Tačiau, tiriant nežinomas medžiagas, jokiu būdu negalima jų ragauti, nes jos gali būti mirtinai pavojingos! Atminkite: medžiagos uostomos taip pat labai atsargiai, ir tik tos, kurios nepavojingos. Virš tiriamosios medžiagos delnu atsargiai nukreipiama oro srovė link nosies (5.1.1 pav.). Nežinomų medžiagų jokiu būdu negalima uostyti ar ragauti!

Medžiagos pasižymi ir daugeliu kitų savybių, o jas tirti nėra taip pavojinga. Puikiai žinome, kad popierius, medis dega. O štai plytos, molis yra nedegūs. Jau seniai žmonės išmoko pasigaminti puodų ar plytų iš liepsnoje degto molio (5.1.2 pav.).

Pirmieji mūriniai pastatai iš plytų Lietuvojè pastatyti dar XIII amžiuje. Iki tol pilys būdavo medinės, bet dažnai pasirodydavę priešai jas sudegindavo. Kai kurie plytiniai pastatai išliko iki šių dienų (5.1.3 pav.).

Tokiais būdais galima tyrinėti ir palyginti ir visai kitas medžiagų savybes. Mokydamiesi gamtos mokslų, sužinosite, kad medžiagos pasižymi ir daugybe kitų savybių.

Jums žinomi metalai, tokie kaip varis, sidabras, ypač auksas, yra labai plastiški – lengvai formuojami ir išlaiko suteiktą formą. Štai kodėl pirmosios monetos buvo kaldinamos iš šių metalų ir įvairių jų lydinių (5.1.4 pav.).

Auksas – ne tik brangus metalas, bet ir ypač plastiškas. Iš 1 g aukso galima išplakti net 400 cm² ploto plokštelę, t. y. ji bus 20 cm × 20 cm dydžio! (5.1.5 pav.). Šią aukso savybę labai gerai žinojo auksakaliai. Jie senovėje plonu aukso sluoksniu paauksuodavo įvairius paviršius: šventyklų stogus, paveikslų rėmus, bažnyčių puošmenas (5.1.6 pav.). Be to, auksas pasižymi kita savybe – net ir deginamas nepasidengia apnašomis, todėl visą laiką išsaugo blizgesį.

Svarbi medžiagų savybė yra jų tankis. Tankį ir jo nustatymo būdus aptarėme 2 skyriaus temoje „Vandens tankis“. Kitų medžiagų savybėms tirti dažnai naudojami įvairūs prietaisai. Vienas jų – termometras. Taip pat svarbi medžiagų savybė yra jų lydymosi ir virimo temperatūros, jos dažnai pateikiamos įvairiose lentelėse. Pavyzdžiui, cukrus lydosi esant 186 °C temperatūrai, o valgomąją druską pavyks išlydyti tik pasiekus 801 °C temperatūrą. 5.1.2 lentelėje pateikta kai kurių metalų lydymosi temperatūra. Plačiau temperatūrą aptarsime vėliau temoje „Temperatūra ir jos matavimas“.

Kaip matome iš 5.1.2 lentelės, gyvsidabris kambario temperatūroje yra vienintelis skystas metalas. Seniau jo būdavo pripildomi termometrai. Šiuo metu gyvsidabris tam beveik nebenaudojamas. Sudužus termometrui, gyvsidabris gali patekti į grindų plyšius, garuoti ir taip ilgam apnuodyti patalpą.

Kiti metalai yra labai atsparūs temperatūros poveikiui. Ypač tuo pasižymi volframas (5.1.8 pav.). Dar XX a. šis metalas buvo naudojamas elektros lemputėms. Įkaitęs volframas švyti, bet tam sunaudojama labai daug elektros energijos. Todėl, siekiant taupyti elektros energiją, nuo 2009 m. Euròpoje palaipsniui atsisakoma volframo lempučių.

Kai kurių metalų, pavyzdžiui, alavo ar švino, lydymosi temperatūra yra palyginti neaukšta. Beveik 500 metų nuo spaudos atsiradimo (tai įvyko XV a.) šie metalai buvo naudojami spaustuvėse, nes juos buvo galima labai lengvai perlydyti (5.1.9 pav.). Dabar, spausdinant knygas ar kitus leidinius, metalinės raidės nebenaudojamos.

Skystųjų medžiagų virimo temperatūros taip pat nustatomos termometru. Vienos medžiagos užverda esant žemai, o kitos – aukštai temperatūrai. Išlydžius kietąsias medžiagas, t. y. jas pavertus skystosiomis, galima nustatyti ir jų virimo temperatūrą. Tačiau ne visada tai pavyksta. Kai kurios medžiagos, esant ypač aukštai temperatūrai, suskyla ir pasikeičia. Kai kurių medžiagų virimo temperatūros Žemės sąlygomis neįmanoma nustatyti. O dujinės medžiagos suskystėja tik esant žemai temperatūrai. Jų skystėjimo temperatūra yra dujų virimo temperatūra. 5.1.3 lentelėje pateikta kai kurių medžiagų virimo temperatūra.

Pačią žemiausią virimo temperatūrą turi helio dujos. Šių dujų pripildomi balionai. Pasiekti, kad aliejus užvirtų, yra gana sunku, nes, net ir esant žemesnei temperatūrai, aliejus ima rūkti ir pradeda skilti. Tai labai pavojinga: verdančio aliejaus garai lengvai užsidega ir gali sukelti gaisrą. O išlydytus metalus (aliuminį, geležį) labai sunku užvirti. Tačiau gerai žinoma, kad Saulės paviršiaus temperatūra yra dar aukštesnė, todėl prie jos iš Žemės priartėję palydovai paprasčiausiai išgaruotų.