ASPress - czasopisma pedagogiczne


ARCHIWUM WYDAŃ CYFROWYCH

Wydanie specjalne "Fizyki w Szkole"


Zamów

Wydania specjalne "Geografii w Szkole"

2011

2010

2009

2008


Zamów



Historia powstania  * Dane techniczne * Słynne rajdy * Rozwiązania konstrukcyjne
Pierwszy pojazd z napędem na obie osie skonstruowano w 1824 r. a więc ponad pól wieku wcześniej od samochódu.
Jednak dopiero wojskowi amerykańskiej armii jako pierwsi chcieli mieć pojazd, który pojedzie każdą drogą, pokona głębokie rowy  i wyposażony będzie we wciągarkę, tak by mógł poruszać się w każdym terenie.
Więcej


ZAPOWIEDZI WYDAWNICZE


Samochody sportowe
Słynne modele  * Sportowe sukcesy * Historia marek * Rekordowe osiągi
Historia samochodów sportowych jest prawie tak stara jak same samochody. Pierwszy wyścig odbył się już w 1894 roku na trasie Paryż-Rouen. Co ciekawe - rywalizowały ze soba samochody o napędzie parowym, spalinowym i elektrycznym. Trasę 120 km najszybciej pokonał samochód o napędzie parowym, ale został zdyskwalifikowany za niedozwolone przeróbki.


Sztuka dziennikarska
Czym są media  * Jak pisać * Jak robić karierę * Jak nie zwariować
Dziś więcej ludzi pisze niż czyta.  
Takie możliwości stworzył Internet i telewizja komórkowa. Czy to oznacza koniec dziennikarstwa, czy jego nowa era? Czy to co dzisiaj obserwujemy w mediach – wpisy na portalach społecznościowych, blogi są dziennikarstwem czy tylko zabawą pasjonatów internetu?



Baza danych
Władza * Pieniądze * Intrygi * Uczucia * Polityka
Dla współczesnego człowieka korporacja jest ważniejsza od rodziny. Korporacja daje awanse, władzę i pieniądze, ale żąda bezwzględnego podporządkowania, potem wysysa z ludzi energię a na końcu wypluwa człowieka na zewnątrz. A co się dzieje, kiedy człowiek nie chce podporzadkować się procedurom i normom korporacyjnym? Czy można pracować w korporacji i być normalnym człowiekiem? Czy jest życie poza korporacją?


Ebooki 


Więcej

Artykuły archiwum

16.05.2016

Chemia w Szkole: Cztery żywioły

Starożytni twierdzili, że wszystkie substancje składają się z czterech substancji podstawowych: ognia, powietrza, wody i ziemi. Ich właściwości miały być mieszaniną tych składników. Twierdzenia te modyfikowano w miarę rozwoju wiedzy.

Cztery żywioły


Starożytni filozofowie, np. Empedokles (490–430 p.n.e.) przyjęli, że wszystkie substancje składają się z czterech substancji podstawowych: ognia, powietrza, wody i ziemi, zwanych w polskiej literaturze przeważnie „żywiołami”. Z uwagi na to, że właściwości mieszaniny miały być sumą właściwości składników, obserwowane cechy danej substancji zależeć miały od proporcjonalnej zawartości każdego z czterech żywiołów. Rozważmy, jak powstało takie twierdzenie i jak ono się modyfikowało w miarę rozwoju naszej wiedzy. 
Najbardziej wyczerpujące uzasadnienie takich poglądów przedstawił najwszechstronniejszy myśliciel starożytności, Arystoteles (384–322 p.n.e), który w sposób krytyczny zebrał poglądy poprzedzających go filozofów. Sprawę jakości i ilości substancji podstawowych omówił w kilku swoich dziełach, takich jak Fizyka, O niebie, a przede wszystkim w dziele O powstawaniu i niszczeniu. 
W rozdziale 6. pierwszej księgi Fizyki podkreślona jest rola przeciwieństw w tworzeniu pojęć i na tej podstawie Autor zastanawia się, ile może być zasad: Jedna być nie może […], bo jedna nie tworzy przeciwieństw. Wykluczyć trzeba również ich nieograniczoną wielość, ponieważ w takim wypadku byt byłby niepoznawalny… . W rozdziale 2. drugiej księgi dzieła O powstawaniu i niszczeniu pisze on: Najpierw należy określić, jakie są podstawowe różnice i przeciwieństwa ciał dotykalnych. Przeciwieństwa zaś w zakresie dotyku są te oto: gorące-zimne, suche-wilgotne, ciężkie-lekkie, twarde-miękkie, ciągliwe-kruche, szorstkie-gładkie, grube-miałkie. Następnie Arystoteles wywodzi, że wymienione wyżej przeciwieństwa ciężkie-lekkie, twarde-miękkie, ciągliwe-kruche, tęgie-miałkie można utożsamić z przeciwieństwem suche-wilgotne i dlatego muszą być cztery jakości podstawowe. Są nimi dwie przeciwstawne pary właściwości: ciepło-zimno i suche-wilgotne.
Z tych czterech „jakości podstawowych” można utworzyć sześć par jakości, ale równoczesne występowanie w tym samym ciele dwu par przetciwstawnych jakości (gorące-zimne oraz suche-wilgotne) jest niemożliwe, zatem pozostają cztery pary jakości: suche-gorące, wilgotne-gorące, wilgotne-zimne i suche-zimne; mogą one charakteryzować cztery substancje podstawowe. Każdą z tych par jakości przypisano jednej z wymienionych wyżej substancji uznanych za podstawowe, a substancje te stały się nośnikami odpowiednich jakości (właściwości). Tak więc ogień wnosił do danego ciała suchość i gorąco, powietrze – gorąco i wilgoć, woda – wilgoć i zimno, ziemia – suchość i zimno. Te cztery podstawowe substancje nazywane były przez Greków στοιχεια (w polskim tłumaczeniu: żywioły, elementy, pierwiastki, w tłumaczeniu łacińskim: elementa od pierwszych liter dawnego alfabetu łacińskiego: L, M, N). Ponieważ Grecy często spacerowali w trakcie relacjonowania swych przemyśleń, owe στοιχεια nazywane są też pierwiastkami perypatetycznymi (pierwiastkami chodzących). Do dziś inspirują one grafików do tworzenia ich artystycznych wyobrażeń (p. wyszukiwarka Google, hasło: cztery żywioły) (…)
Jest dla nas oczywiste, że ziemia, woda i powietrze to w gruncie rzeczy trzy stany skupienia materii: stały, ciekły i gazowy. Co więc przedstawia ogień? W przeciwieństwie do tych trzech właśnie wymienionych był on czynnikiem czynnym; mógł on zmienić ziemię w wodę i wodę w powietrze. Uznawany też był za czynnik oczyszczający; bowiem Arystoteles tak pisze o roli ognia: gorące łączy ciała jednorodne, albowiem rozdzielanie, którego przyczyną sprawczą jest ogień, polega na łączeniu ciał pokrewnych, albowiem ogień ma właściwość usuwania ciał obcych, zimne zaś łączy i jednoczy zarówno ciała jednorodne, jak i ciała niedokrewne. I działanie ognia określano zwięzłym zwrotem łacińskim: congregare homogenae et heterogenae segregare. Wiara w oczyszczające działanie ognia doprowadziła do stosów, na których spalano grzeszników (i heretyków), by oczyścić ich z nieprawomyślnych przekonań, a do dziś istnieje określenie „ogni piekielnych”.
Średniowiecze dołączyło do tych czterech starożytnych żywiołów jeszcze dwa inne pierwiastki. Żyjący w VIII w. muzułmański alchemik Dżabir ibn Hajnan (720–813), znany jako Geber, uznał, że metale składają się z rtęci, która miała być nośnikiem metaliczności oraz z siarki, nośnika palności, tym bardziej psującej doskonałą metaliczność, im jej zawartość w danym metalu była większa. Te dwa nowe pierwiastki wiązano jednak z właściwościami starożytnych żywiołów, jak o tym świadczy tekst pochodzący z traktatu napisanego jakoby w 1423 r.: Rtęć jest matką wszystkich metali z powodu swego zimna i wilgotności […], ale siarka jest ojcem wszystkich metali z powodu swego gorąca i suchości.
I w zakończeniu traktatu: Bóg stworzył Ziemię płaską, złą, tłustą, bez kamieni, gór i dolin, ale pod wpływem planet na powierzchni Ziemi powstały kamienie, a w jej głębi rudy. Pod wpływem gorąca Słońca wewnątrz Ziemi powstały silny dym i opar mglisty, które to unoszą do góry części państwa Ziemskiego i tworzą pagórki i doliny, gdzie Ziemia jest najlepiej nasycona i wymieszana z ciepłem, zimnem i wilgotnością, tam też znajdują się najlepsze rudy.
W XVI w. szwajcarski lekarz i chemik Theophrastus Bombast von Hohenheim (1493–1541), znany pod pseudonimem Paracelsus, dodał trzeci pierwiastek średniowieczny, zapewniający konserwację: sól, jako nośnik rozpuszczalności. W ten sposób powstała trójka pierwiastków chemicznych zwanych tria prima.
W XVII wieku zaczęto kwestionować elementarność zarówno pierwiastków perypatetycznych, jak i pierwiastków tria prima. Zaczęto rozumieć, że elementy (pierwiastki) to nie nośniki właściwości elementarnych, lecz najprostsze, nierozkładalne składniki substancji. Joachim Jungius (1587–1657) stwierdził, że pierwiastkami są substancje złożone tylko z takich samych atomów, a w wydanej w 1662 r. jego pracy Doxoscopiae physicae minores czytamy, że każdą substancję, której nie udało się rozłożyć i o której nie wiadomo, czy jest ona, czy nie jest złożona, można uważać za jedno z „ciał prostych”, czyli corpora reverâ similare.
Analogiczne podejście krytyczne znajdujemy w wydanym w 1661 r. dziele Roberta Boyle’a „The Sceptical Chymist”. Autor ten stwierdza: Nie zamierzam […] udowodnić lub zaprzeczyć prawdzie, czy to perypatetycznej, czy to chemicznej doktryny dotyczącej liczby pierwiastków, lecz jedynie wykazać, że żadna z tych doktryn nie została zadowalająco udowodniona za pomocą argumentów przytaczanych na jej korzyść […], dotychczas nikt nie udowodnił bowiem, że wszystkie ciała składają się właśnie z czterech pierwiastków perypatetycznych lub też z trzech zasad chemicznych”.
Znajdujemy też w tym dziele definicję określenia „pierwiastek”: Przez pierwiastek rozumiem […] pewne pierwotne i proste lub całkowicie nie zanieczyszczone ciała, które nie mogąc być utworzone z żadnych innych lub z jakiegokolwiek innego ciała, są składnikami, z których wszystkie ciała zwane doskonale mieszanymi są bezpośrednio złożone i na które mogą być ostatecznie rozłożone.
Ani jednak Jungius, ani Boyle nie potrafili wymienić jakichkolwiek substancji, które spełniałyby warunki postawione przez nich dla „substancji prostych”. (…)
Sprecyzowanie, które z substancji należy uznać za pierwiastki zawdzięczamy XVIII-wiecznemu chemikowi francuskiemu Antoine’owi de Lavoisier (1743–1794). Pierwszą substancją, pierwiastkowego charakteru której dowiódł Lavoisier, był tlen. Został on przez niego nazwany oxygéne, ponieważ ten wybitny badacz błędnie sądził, że pierwiastek ten nadaje zawierającym go substancjom właściwości kwasowe. 
Ta niezupełnie adekwatna nazwa pierwiastka utrzymała się w formie prawie dosłownej lub w formie kalki językowej (niemieckie Sauerstoff, rosyjskie кислород) w terminologii chemicznej wszystkich języków świata z wyjątkiem języka polskiego. W języku polskim do połowy XIX w. używana była również kalka językowa „kwasoród”, wyparta w latach 1851–1870 przez zaproponowaną w 1850 r. przez lekarza Jana Oczapowskiego nazwę „tlen”.
 Lavoisier udowodnił wpierw ilościowo, że powietrze, woda i ziemia są substancjami złożonymi, a następnie wykazał, które inne substancje należy uznać za „substancje proste”, czyli pierwiastki, odkrył też, jaką rolę spełnia tlen w procesie spalania i  zastosował do poszczególnych pierwiastków prawo zachowania masy, odnoszone poprzednio do całości materii. Dzięki temu jest uznawany za ojca chemii klasycznej. Lavoisier nie rozróżniał jednak związków od mieszanin, co uczynił dopiero po jego śmierci J. Proust w 1799 r.
Rozwijająca się w XIX w. termodynamika, zarówno fizyczna, jak i chemiczna coraz precyzyjniej przedstawiała wpływ, jakie wywiera ciepło na przebieg reakcji chemicznych, a ogłoszone w 1905 r. przez Alberta Einsteina twierdzenie o równoważności cechujących materię masy i energii E = mc2 zamknęło problem przedstawiony w niniejszym artykule.
Cztery żywioły starożytnych filozofów: ziemia, woda, powietrze i ogień okazały się odpowiednio czterema stanami materii: stanem stałym, ciekłym, gazowym i energetycznym. 
 
Więcej przeczytacie w artykule prof. dr hab. Romana Mierzeckiego „Cztery żywioły w przeglądzie historycznym” w wydaniu 4/2014 „Chemii w Szkole”. 

Powrót