חומר

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

חומר הוא כל דבר שיש לו מסה ותופס נפח במרחב.

שאלת מבנה החומר, כלומר השאלה מהן אבני הבניין היסודיות של שפע החומרים הסובבים אותנו, העסיקה את האדם כבר מהעת העתיקה (ראו הרחבה בערך מבנה החומר).

[עריכה] מאפייני החומר

בסביבתנו הקרובה מוצרים רבים - שולחנות, ספרים, עטים, חלונות - העשויים כולם מחומר. השולחנות עשויים עץ ופלסטיק, הספרים עשויים מנייר, החלונות עשויים מאלומיניום וזכוכית, גופם של בעלי החיים והצמחים מורכב ממים, משומנים, מחלבונים, מפחמימות וממינרלים. סלעים עשויים מחומרים שונים כמו: גיר, צור, בזלת, חול. אוויר הוא סוג של חומר מפני שחומר הוא כל דבר התופס נפח והוא מכיל חמצן, חנקן, אדי מים, פחמן דו-חמצני ועוד. יש חומרים הדומים זה לזה בחלק מתכונותיהם והשונים זה מזה בתכונות אחרות. מעבר לכל התכונות הללו נמצא כי קיימים מאפיינים המשותפים לכל החומרים ביקום.

רוב החומרים עוברים תהליכי שיתוך, בליה או הפסד בצורה כלשהיא, רק חומרים טבעיים מועטים (מתכות אצילות, יהלומים) נשמרים ללא פחת.

[עריכה] חלוקת חומרים

1. חומרים טבעיים: חומרים הנמצאים בטבע, ידועים בשם חומר גלם לדוגמה: עץ, גומי, נחושת, נפט גולמי ועוד....

• מתכת - יסוד הנמצא בטבע במצב מוצק.

2. חומרים הנדסיים: חומרים סינתטיים, המיוצרים בידי האדם על ידי שילובים שונים של חומרי גלם, כמו:

• תערובת מתקבלת על ידי ערבוב חומרי יסוד שונים, בתערובת כל חומר שומר על תכונותיו השונות, ניתן להשתמש בעובדה זו כדי להפריד את החומרים זה מזה בשיטות מכניות פשוטות, סלט פירות הוא דוגמה לתערובת, נפט גולמי (שממנו מפיקים דלק ושמנים שונים) הוא דוגמה נוספת לתערובת.
• תרכובת היא צירוף של שני חומרי יסוד או יותר שבעקבותיו מתקבל חומר חדש, בעל תכונות חדשות ושונות מאלה של החומרים המרכבים. מים הם תרכובת הנוצרת מהתרכבות של שני גזים: מימן וחמצן.
• סגסוגת (נתך) היא חומר מתכתי המתקבל מהתכה בתנור של שני יסודות או יותר שהעיקרי ביניהם הוא מתכת, לדוגמה פלדה, היא סגסוגת המורכבת מברזל בתוספת 1.5 אחוז פחמן ולעיתים תוספת מנגן לקבלת קשיחות וקפיצות, פליז היא סגסוגת המורכבת מנחושת ואבץ, מייצרים סגסוגת בתהליך של התכה וערבוב. כאשר החומר מתמצק מתקבלת הסגסוגת שהיא מתכת בעלת תכונות הרצויות ליוצר.

[עריכה] פולימרים

פולימר – חומר הבנוי ממולקולות ענק, שבכל אחת מהן קשורות זו לזו הרבה יחידות דומות החוזרות על עצמן במחזוריות קבועה. מחולקים ל:

• פולימרים טבעיים, קימים בטבע, דגמאות: חלבונים ועמילנים הנמצאים במזון, צמר, סיבי כותנה, סיבי פישתן, משי, תאית כחומר גלם לניר, שרפים טבעים כמו גומי.
• פולימרים סינתטים (מלאכותיים), מיוצרים ברובם מנפט וניגזרותיו.

[עריכה] חומרים קראמיים

חומרים קראמיים הם חומרים בעלי יכולת עמידות בטמפרטורות גבוהות, המיוצרים על ידי קליית חרסית.

בחומרים הקראמיים האטומים קשורים זה לזה בקשרים חזקים ויוצרים מבנה גבישי.

מאחר ואין אלקטרונים חופשיים החומרים הקראמיים הם מוליכים גרועים של חום וחשמל ובעלי עמידות גבוהה בטמפרטורות גבוהות. דוגמאות לחומרים קראמיים: יהלום, גרפיט, כלי זכוכית, כלי חרס, בטון.

[עריכה] חומרים מרוכבים

חומר מרוכב - חומר מעשה האדם המיוצר משני חומרים (או יותר), השונים זה מזה בתכונותיהם ואינם מתערבבים זה בזה, חומר מרוכב מיוצר במטרה לקבל תכונות ואפיונים מיוחדים.

חומרים מרוכבים הם קבוצות חומרים שבנויים משילוב של שניים או יותר חומרים. השילוב נעשה כך שנוצר חומר מרוכב שתכונות המבנה שלו משופרות בהשוואה לחומרי הבניין. אך ניתן לפירוק לחומרי היסוד.

החומר המרוכב אינו תרכובת חדשה, כל אחד מהחומרים המשולבים בו שומר על זהותו ותכונותיו. עצם השילוב בין החומרים מביא לשיפור בתכונות המבנה, (לדוגמה שיפור בתכונות מכניות כמו חוזק).

חומר מרוכב יכול להיות

• גרגרי - כמו בטון, בו גרגרי חצץ וגרגרי חול טבולים בתוך עיסת צמנט, העיסה כולה מתקשה ויוצרת חומר בעל חוזק.
• סיבי - כמו בטון מזוין, בו יש מוטות ברזל סביבן יוצקים את עיסת הבטון.
• שכבתי - כמו דיקט בו לוחות דקים מודבקים בעזרת שכבות דבק.

[עריכה] תכונות חומרים

• פיזיקליות - תכונות הנובעות ממבנהו הפנימי של החומר ומתארות אותו.
  • מסה
  • משקל סגולי
  • מגנטיות
  • אופטיות
  • הולכת חום
  • הולכת חשמל
  • נקודת היתוך
• כימיות - תכונות המתארות את התגובה בין החומר לסביבה.
  • עמידות כימית
  • עמידות בפני שיתוך
• מכניות- תכונות המתארות את תגובת (התנהגות) החומר בעקבות פעולת כוחות חיצוניים עליו.
  • אלסטיות
  • פלסטיות
  • קשיות
  • צפידות
• טכנולוגיות - תכונות המתארות את יכולת החומר לעבור תהליכי עיבוד, כדי להגיע לצורה ולמבנה הדרושים של המוצר המוגמר.
  • חשילות
  • ערגול
  • כפיפות

[עריכה] יסודות

ערך מורחב – יסוד כימי

כל חומר מוכב מאטומים או יסודות, על מנת לעשות סדר ביסודות בנה המדען הרוסי דמיטרי מנדלייב טבלה מחזורית בה מיקומו של כל יסוד מלמד על תכונותיו.

[עריכה] מצב צבירה

ערך מורחב – מצב צבירה

חומר יכול להימצא במצבי צבירה שונים: מוצק, נוזל, גז ופלזמה. מצב הצבירה של החומר תלוי בטמפרטורה שלו ובלחץ.

[עריכה] מהירות הקול

מהירות הקול היא המהירות שבה מתקדם הקול בחומר מסוים, והיא תלויה במקדם הקשיחות של החומר ובצפיפות שלו. בברזל, למשל, מהירות הקול היא כמה אלפי מטרים בשניה, במים מהירות הקול גבוהה פי 4 ממהירותו באוויר. מהירות הקול באוויר היא כ־330 מטר לשניה, או כ-1026 קילומטר לשעה.

[עריכה] מחזור

שימוש חוזר בחומרים, ששימשו במוצרים שכבר אין בהם צורך. חומרי הגלם ממוחזרים ומשמשים לייצור מוצרים חדשים.

[עריכה] ראו גם

יסודות כימיים (לפי מספר אטומי)