Разница между энергией и материей

ключевое отличие между энергией и материей является то, что энергия не имеет измеримой массы, тогда как материя имеет измеримую массу.

Энергия и материя - две очень важные величины в физике. Эти понятия занимают очень важное место в областях физики, теории относительности, астрономии, космологии, астрофизики и звездной эволюции. Чрезвычайно важно иметь четкое понимание этих концепций, чтобы преуспеть в любой из этих областей.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое энергия  
3. Что такое материя
4. Сравнение между собой - энергия против вещества в табличной форме
5. Резюме

Что такое энергия?

Энергия - неинтуитивная концепция. Термин «энергия» происходит от греческого слова «Energeia», что означает операцию или деятельность. В этом смысле энергия является механизмом деятельности. Более того, энергия не является непосредственно наблюдаемой величиной. Тем не менее, мы можем рассчитать его путем измерения внешних свойств.

Мы можем найти энергию во многих формах. Кинетическая энергия, тепловая энергия и потенциальная энергия - это лишь некоторые из них. В прошлом люди думали, что энергия является закономерным свойством во вселенной, но развитие специальной теории относительности изменило эту идею. Теория относительности, наряду с квантовой механикой, показала, что энергия и масса взаимозаменяемы. Таким образом, порождая энергию - сохранение массы вселенной.

Рисунок 01: Электричество - это форма энергии

Однако, когда ядерный синтез или ядерное деление не присутствуют, энергия системы сохраняется. Кинетическая энергия - это энергия, которая вызывает движения объекта, в то время как потенциальная энергия возникает из энергии, хранящейся в объекте, из-за положения, расположения или состояния объекта. Кроме того, тепловая энергия возникает из-за температуры.

Ученые до сих пор считают, что в этой вселенной существуют другие виды энергии, которые еще предстоит открыть. Они классифицировали эту энергию как темную энергию, и они считают, что это большая часть всей энергии вселенной..

Что такое материя?

В прошлом материя была другим названием для «материала». В этом контексте материя была всем, что было материальным. Однако, когда Эйнштейн постулировал теорию относительности в 1905 году, почти все классическое рухнуло. Далее он показал, что волны иногда ведут себя как частицы, а частицы - как волны. Таким образом, это было известно как дуальность волны-частицы. Это привело к объединению массы и энергии; обе эти величины являются двумя формами материи.

Более того, мы можем классифицировать материю по многим критериям. По физической форме мы можем классифицировать его как газ, жидкость, твердое тело и плазму. С помощью методов обнаружения мы можем разделить его на обычную материю и темную материю. Более того, по типу измеряемой величины она бывает двух типов: масса и волны..

Рисунок 02: Различные состояния материи и возможные переходы между ними

Знаменитая формула E = mc² дает нам количество энергии, которое мы можем получить от «м» количество массы. Во вселенной количество вещества сохраняется. Кроме того, реакции на солнце приводят к ядерному синтезу, где масса превращается в энергию. Столкновения фотонов с высокой энергией порождают пары вещество-антиматерия, где энергия превращается в вещество. В теории относительности масса не является абсолютной величиной. Масса, движущаяся с большой скоростью относительно наблюдателя, будет отображать больше массы, чем масса в покое.

В чем разница между энергией и веществом?

Энергия - это способность выполнять работу, в то время как материя - это любое вещество, которое имеет массу и занимает пространство, имея объем. Итак, ключевое различие между энергией и веществом состоит в том, что энергия не имеет измеримой массы, тогда как материя имеет измеримую массу. Точно так же энергия не имеет объема, в то время как материя занимает измеряемый объем. Следовательно, из вышесказанного вытекает еще одно существенное различие между энергией и веществом. То есть; энергия - это свойство объекта, тогда как материя - это любой объект, имеющий массу и объем.

Приведенная ниже инфо-графика показывает больше сравнений, связанных с различием между энергией и веществом.

Резюме - Энергия против Материи

Энергия и материя тесно связаны между собой. Что еще более важно, материя имеет две формы: энергию и массу. Материя - это любое вещество, которое имеет массу и объем, но энергия - это свойство вещества. Следовательно, ключевое различие между энергией и веществом состоит в том, что энергия не имеет измеримой массы, тогда как материя имеет измеримую массу.

Ссылка:

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. «Почему свет и тепло не имеют значения?» ThoughtCo, 20 ноября 2018 г., доступно здесь.

Изображение предоставлено:

1. «3489395» (CC0) через Pixabay
2. «Переход между физическими и материальными состояниями 1 en». Автор ElfQrin - собственная работа (CC BY-SA 4.0) через Commons Wikimedia