Rozdíl mezi energií a hmotou

klíčový rozdíl mezi energií a hmotou je to energie nemá měřitelnou hmotu, zatímco hmota má měřitelnou hmotu.

Energie a hmota jsou ve fyzice dvě velmi důležitá veličiny. Tyto pojmy zastávají velmi důležité místo v oborech fyzika, teorie relativity, astronomie, kosmologie, astrofyzika a hvězdná evoluce. Je nesmírně důležité mít solidní porozumění těmto pojmům, aby bylo možné vyniknout v těchto oblastech.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je energie  
3. Co je to hmota
4. Srovnání bok po boku - energie vs. hmota v tabulkové formě
5. Shrnutí

Co je energie?

Energie je neintuitivní koncept. Termín „energie“ pochází z řeckého slova „energeia“, což znamená provoz nebo činnost. V tomto smyslu je energie mechanismem činnosti. Energie navíc není přímo pozorovatelným množstvím. Můžeme ji však vypočítat měřením vnějších vlastností.

Můžeme najít energii v mnoha podobách. Kinetická energie, tepelná energie a potenciální energie jsou jen některé z nich. V minulosti si lidé mysleli, že energie je ve vesmíru konzervovanou vlastností, ale vývoj speciální teorie relativity tento nápad změnil. Teorie relativity spolu s kvantovou mechanikou ukázala, že energie a hmotnost jsou vzájemně zaměnitelné. To vede k energeticko-hromadné ochraně vesmíru.

Obrázek 01: Elektřina je forma energie

Pokud však jaderná fúze nebo jaderné štěpení není přítomno, energie systému je zachována. Kinetická energie je energie, která způsobuje pohyby objektu, zatímco potenciální energie vzniká z energie uložené v objektu v důsledku polohy, uspořádání nebo stavu objektu. Tepelná energie navíc vzniká díky teplotě.

Vědci stále věří, že v tomto vesmíru jsou i jiné druhy energie, které ještě musí být objeveny. Tuto energii klasifikovali jako temnou energii a věří jí jako velká část celkové energie vesmíru.

Co se děje?

V minulosti byla hmota jiným názvem pro „materiál“. V této souvislosti byla hmota všechno, co bylo hmatatelné. Nicméně, s Einstein postulovat teorii relativity v 1905, téměř všechno klasické se zhroutilo. Pokračoval, aby ukázal, že vlny se někdy chovají jako částice a částice se chovají jako vlny. To se nazývalo dualita vlnových částic. Vedlo to ke spojení mezi hmotou a energií; obě tato množství jsou dvě formy hmoty.

Navíc můžeme kategorizovat hmotu podle mnoha kritérií. Podle fyzické podoby ji můžeme kategorizovat jako plyn, kapalina, pevná látka a plazma. Detekčními metodami je můžeme rozdělit na normální a tmavou. Navíc, podle typu měřeného množství, je ve dvou typech, jako hmota a vlny.

Obrázek 02: Různé stavy hmoty a možné přechody mezi nimi

Slavná rovnice E = mc² dává nám množství energie, které můžeme získat z „m“ množství hmoty. Ve vesmíru je množství hmoty zachováno. Navíc reakce na slunci vedou k jaderné fúzi, kde se hmota přeměňuje na energii. Fotonové srážky s vysokou energií produkují páry antihmoty, kde se energie přeměňuje v hmotu. V teorii relativity hmotnost není absolutní kvantita. Hmota pohybující se vysokou rychlostí vzhledem k pozorovateli bude mít větší hmotnost než hmota v klidu.

Jaký je rozdíl mezi energií a hmotou?

Energie je schopnost pracovat, zatímco hmota je jakákoli látka, která má hmotnost a zabírá prostor tím, že má objem. Klíčovým rozdílem mezi energií a hmotou je tedy to, že energie nemá měřitelnou hmotu, zatímco hmota má měřitelnou hmotu. Podobně energie nemá žádný objem, zatímco hmota zabírá měřitelný objem. Z toho plyne tedy další významný rozdíl mezi energií a hmotou. To je; energie je vlastnost objektu, zatímco hmota je jakýkoli objekt, který má hmotnost a objem.

Níže uvedená infografika ukazuje další srovnání související s rozdílem mezi energií a hmotou.

Shrnutí - Energy vs Matter

Energie a hmota jsou úzce související pojmy. Ještě důležitější je, že hmota přichází ve dvou formách jako energie a hmotnost. Hmota je jakákoli látka, která má hmotnost a objem, ale energie je vlastnost látky. Klíčovým rozdílem mezi energií a hmotou je tedy to, že energie nemá měřitelnou hmotu, zatímco hmota má měřitelnou hmotu.

Odkaz:

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. "Proč světlo a teplo nejsou důležité?" ThoughtCo, 20. listopadu 2018, k dispozici zde.

Obrázek se svolením:

1. „3489395“ (CC0) prostřednictvím Pixabay
2. „Přechod stavu fyzikální hmoty 1 cs“ ElfQrin - vlastní práce (CC BY-SA 4.0) přes Commons Wikimedia