Ключевое различие между энергией и материей заключается в том, что энергия не имеет измеримой массы, тогда как материя имеет измеримую массу.
Энергия и материя - две очень важные величины в физике. Эти концепции занимают очень важное место в области физики, теории относительности, астрономии, космологии, астрофизики и звездной эволюции. Чрезвычайно важно иметь четкое представление об этих концепциях, чтобы преуспеть в любой из этих областей.
Что такое энергия?
Энергия - неинтуитивное понятие. Термин «энергия» происходит от греческого слова «energeia», что означает действие или активность. В этом смысле энергия является механизмом деятельности. Более того, энергия не является непосредственно наблюдаемой величиной. Однако мы можем вычислить его, измерив внешние свойства.
Мы можем найти энергию во многих формах. Кинетическая энергия, тепловая энергия и потенциальная энергия являются лишь некоторыми из них. В прошлом люди думали, что энергия - это законсервированное свойство Вселенной, но развитие специальной теории относительности изменило это представление. 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 деление ядер отсутствуют, энергия системы сохраняется. Кинетическая энергия - это энергия, которая вызывает движение объекта, в то время как потенциальная энергия возникает из энергии, хранящейся внутри объекта, из-за положения, расположения или состояния объекта. Более того, тепловая энергия возникает за счет температуры.
Ученые до сих пор считают, что в этой вселенной есть и другие виды энергии, которые еще предстоит открыть. Они классифицировали эту энергию как темную энергию и считают, что она составляет большую часть общей энергии Вселенной.
Что такое Материя?
В прошлом материя была другим названием «материала». В этом контексте материей было все, что было осязаемо. 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 ведут себя как волны. Таким образом, это было известно как корпускулярно-волновой дуализм. Это привело к союзу между массой и энергией; обе эти величины являются двумя формами материи.
Более того, мы можем классифицировать материю по многим критериям. По физической форме мы можем разделить его на газ, жидкость, твердое тело и плазму. Методами обнаружения мы можем разделить его на обычную материю и темную материю. Причем по виду измеряемой величины она бывает двух видов, как масса и волны.
Рисунок 02: Различные состояния материи и возможные переходы между ними
Знаменитое уравнение E=mc2 дает нам количество энергии, которое мы можем получить из «m» количества массы. Во Вселенной сохраняется количество материи. Кроме того, реакции на Солнце приводят к ядерному синтезу, при котором масса превращается в энергию. Столкновения фотонов высокой энергии создают пары материя-антиматерия, в которых энергия превращается в материю. В теории относительности масса не является абсолютной величиной. Масса, движущаяся с высокой скоростью по отношению к наблюдателю, покажет большую массу, чем масса в состоянии покоя.
В чем разница между энергией и материей?
Энергия - это способность совершать работу, а материя - это любое вещество, имеющее массу и занимающее место благодаря объему. Итак, ключевое различие между энергией и материей заключается 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 измеримый объем. Следовательно, из вышесказанного вытекает еще одно существенное различие между энергией и материей. 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 разницей между энергией и материей.
Резюме – Энергия против Материи
Энергия и материя - тесно связанные термины. Что еще более важно, материя существует в двух формах: энергия и масса. Материя - это любое вещество, имеющее массу и объем, но энергия - это свойство вещества. Следовательно, ключевое различие между энергией и материей заключается в том, что энергия не имеет измеримой массы, тогда как материя имеет измеримую массу.
