आपल्या भोवतालचा प्रत्येक पदार्थ सूक्ष्म कणांपासून बनलेला असतो. करवतीने लाकूड कापताना लाकडाचा भुसा म्हणजेच लाकडाचे कण खाली पडतात हे तुम्ही पाहिले असेल. लोखंड किंवा तांबे कानशीने घासतानाही लोखंडाचे, तांब्याचे कण होतात. पेन्सिल, खडू, कागद, लाकूड, गव्हाचे दाणे, लोखंड, तांबे, कोळसा असे सर्व पदार्थ सूक्ष्म कणांपासून बनलेले असतात.
आपल्या डोळ्यांना पदार्थांचे जे लहान कण दिसतात तेदेखील अनेक सूक्ष्म कणांनी बनलेले असतात. हे कण एवढे लहान असतात, की ते आपल्याला नुसत्या डोळ्यांनी दिसत नाहीत. एखादया पदार्थाचा आपल्याला दिसू शकेल एवढा कण तयार होण्यासाठी त्या पदार्थाचे लाखो कण एकत्र असावे लागतात.
‘पदार्थ सूक्ष्म कणांचे बनलेले असतात,’ हे मत कणाद महर्षींनी मांडले. कणाद महर्षीचा जन्म इसवी सनापूर्वीच्या सहाव्या शतकात गुजरात राज्यातील सोरटी सोमनाथजवळच्या प्रभासक्षेत्र येथे झाला. त्यांचे मूळ नाव उलुक होते. चराचर सृष्टीतील वस्तूंचे सात गटांत वर्गीकरण होते, असे मत त्यांनी मांडले होते.
जगातील प्रत्येक वस्तू सूक्ष्म कणांची बनलेली असते, ही संकल्पना कणाद महर्षीनी मांडली. त्यांनी त्या कणाला ‘पीलव’ असे नाव दिले. पाणी जमिनीवर पडले, की त्याचे शिंतोडे उडतात. शिंतोडे म्हणजे पाण्याचे लहान थेंब. हे थेंबही पाण्याच्या सूक्ष्म कणांपासून बनलेले असतात. त्यामुळे आपल्याला भिजायला होते, म्हणजे द्रवपदार्थही कणांचेच बनलेले असतात.
पदार्थांच्या अवस्था
निसर्गातील पाणी हे पदार्थ आणि वस्तू स्थायू, द्रव आणि वायू अशा तीन अवस्थांमध्ये आढळते. अवस्था बदलली तरी या तीनही अवस्थांमध्ये पाण्याचा प्रत्येक कण एकसारखा असतो, तथापि स्थायू, द्रव आणि वायू या अवस्थांमध्ये त्यांची मांडणी वेगळी असते.
त्यामुळे बर्फ, पाणी आणि बाष्प यांच्या गुणधर्मांतही फरक दिसून येतो.
निसर्गात आढळणारे सर्व पदार्थ कणरूप असतात. सामान्यपणे प्रत्येक पदार्थ एका ठरावीक अवस्थेत असतो. त्यावरून त्या पदार्थाला स्थायू, द्रव किंवा वायू पदार्थ म्हणतात. उदाहरणार्थ, अॅल्युमिनिअम, कोळसा हे स्थायू आहेत. केरोसीन, पेट्रोल हे द्रव आहेत, तर नायट्रोजन, ऑक्सिजन वायू आहे.
वेगवेगळ्या पदार्थांमध्ये वेगवेगळे गुणधर्म असतात. पदार्थांमध्ये कठीणपणा, पारदर्शकता, रंग, वास, चव, पाण्यात विरघळणे असे विविध गुणधर्म असतात.
पदार्थ आणि वस्तू
वस्तूंना विशिष्ट आकार असतो. त्यांच्या भागांची विशिष्ट रचना असते. वस्तू पदार्थापासून बनलेल्या असतात.
ऊर्जा
विविध पदार्थांपासून आपण अनेक उपयुक्त वस्तू बनवतो. पदार्थाचा एक महत्त्वाचा उपयोग म्हणजे पदार्थांपासून ऊर्जा मिळते. काम म्हणजेच कार्य. कार्य करण्याच्या क्षमतेला ‘ऊर्जा’ म्हणतात. मोटारगाडीत पेट्रोल किंवा डिझेलच्या ज्वलनातून कार्य करण्याची क्षमता, म्हणजेच ऊर्जा मुक्त होते.
पेट्रोल संपले किंवा त्याचे ज्वलन थांबले की गाडीही थांबते. ज्वलनातून उष्णतेच्या स्वरूपात ऊर्जा मिळते. आपल्या शरीरात काही पदार्थांच्या ज्वलनातून ऊर्जा निर्माण होते हे तुम्ही शिकला आहात. अनेक यंत्रे इंधनांचा उपयोग करून चालवता येतात. कोळसा, डिझेल, सीएनजी, एलपीजी, पेट्रोल या सर्व पदार्थांपासून उष्णतेच्या रूपात ऊर्जा प्राप्त होते. धावणाऱ्या व्यक्ति किंवा धावणाऱ्या गाड्यांमध्ये उष्णतेचे रूपांतर गतीच्या स्वरूपात होते.
गतिच्या स्वरूपातील ऊर्जेला ‘गतिज ऊर्जा’ म्हणतात. सर्व गतिमान वस्तूंमध्ये गतिज ऊर्जा असते. उदाहरणार्थ, वाहत्या वाऱ्यामुळे पवनचक्क्यांची पाती फिरतात. शिडाच्या बोटी तसेच आकाशातील ढग इकडून तिकडे जातात. ही कार्ये वाऱ्यातील गतिज ऊर्जेमुळेच शक्य होतात.
आपल्या घरातील पंखे, स्वयंपाकघरातील मिक्सर, पाण्याचा पंप या उपकरणांमध्ये गतिज ऊर्जेमुळे कामे होतात. ही गतिज ऊर्जा त्यांना विदयुत म्हणजेच विजेपासून मिळते. याचा अर्थ असा की विदयुत हेही ऊर्जेचे एक रूप आहे.
ऊर्जेची इतर रूपे
आपण अशी अनेक यंत्रे वापरतो, ज्यात होणारे काम गतिज ऊर्जेमुळे होत नसून ऊर्जेच्या इतर रूपांमुळे होते. उदाहरणार्थ, आपण टीव्ही चालवण्यासाठी विदयुत ऊर्जा वापरतो. टीव्ही मध्ये विदयुताचे रूपांतर प्रकाश आणि ध्वनी ऊर्जेत होते. सूर्यचूल आणि सौरबंबात सौरऊर्जेचा वापर होतो.
सूर्यप्रकाशाचा वापर करून वनस्पती त्यांचे अन्न तयार करतात. या क्रियेत सूर्यप्रकाशातील ऊर्जा अन्नपदार्थात साठवली जाते. याच अन्नपदार्थाच्या ज्वलनातून आपल्याला कामे करण्यासाठी ऊर्जा मिळते. कोळसा, खनिज तेल असे इंधनपदार्थ आपण जाळतो तेव्हा त्यातील साठलेल्या ऊर्जेचे रुपांतर उष्णता ऊर्जेत होते.
ऊर्जेचे स्रोत
विविध कार्ये करण्यासाठी आपण उष्णता, प्रकाश, ध्वनी, विदयुत आणि गतिज ऊर्जा अशा ऊर्जांचा वापर करतो. आजच्या जगात इंधने आणि विदयुत हे आपले ऊर्जेचे मुख्य स्रोत आहेत. विदयुत निर्मितीसाठी करण्यासाठी अनेक केंद्रामध्ये इंधनांचाच वापर होतो. सूर्यप्रकाशाचा वापर करून विदयुतनिर्मिती करणाऱ्या बॅटरीही असतात. त्यांना ‘सौरघट’ म्हणतात.
सूर्याची उष्णता, वाहते वारे, पाणी, हे कधीही न संपणारे आहेत. त्यांच्यापासून वीजनिर्मिती केल्यास प्रदूषण होत नाही, परंतु या पद्धती खूप महाग आहेत; मात्र कुठल्याही पद्धतीने वीजनिर्मिती करण्यासाठी पर्यावरणातील साधनांचा वापर होतो. याशिवाय खर्च हा येतोच. त्यामुळे कुठल्याही प्रकारच्या ऊर्जेचा वापर कमीत कमी प्रमाणात करण्याची सवय होणे हे आजच्या जगात गरजेचे आहे.