Kľúčový rozdiel medzi energiou a hmotou je v tom, že energia nemá žiadnu merateľnú hmotnosť, zatiaľ čo hmota má merateľnú hmotnosť.
Energia a hmota sú dve veľmi dôležité veličiny vo fyzike. Tieto pojmy majú veľmi dôležité miesto v oblasti fyziky, teórie relativity, astronómie, kozmológie, astrofyziky a hviezdneho vývoja. Je mimoriadne dôležité, aby ste týmto pojmom dobre rozumeli, aby ste mohli vynikať v ktorejkoľvek z týchto oblastí.
Čo je energia?
Energia je neintuitívny pojem. Pojem „energia“pochádza z gréckeho slova „energeia“, čo znamená činnosť alebo činnosť. V tomto zmysle je energia mechanizmom činnosti. Navyše energia nie je priamo pozorovateľná veličina. Môžeme to však vypočítať meraním vonkajších vlastností.
Energiu môžeme nájsť v mnohých podobách. Kinetická energia, tepelná energia a potenciálna energia sú len niektoré. V minulosti si ľudia mysleli, že energia je vo vesmíre zachovaná vlastnosť, ale vývoj špeciálnej teórie relativity túto myšlienku zmenil. Teória relativity spolu s kvantovou mechanikou ukázali, že energia a hmotnosť sú vzájomne zameniteľné. Takto vzniká energia – zachovanie hmoty vesmíru.
Obrázok 01: Elektrina je forma energie
Ak však nie je prítomná jadrová fúzia alebo jadrové štiepenie, energia systému je zachovaná. Kinetická energia je energia, ktorá spôsobuje pohyby objektu, zatiaľ čo potenciálna energia vzniká z energie uloženej v objekte v dôsledku polohy, usporiadania alebo stavu objektu. Navyše tepelná energia vzniká v dôsledku teploty.
Vedci stále veria, že v tomto vesmíre existujú aj iné druhy energie, ktoré ešte len treba objaviť. Túto energiu kategorizovali ako temnú energiu a veria, že ide o veľkú časť celkovej energie vesmíru.
Čo je hmota?
V minulosti bola hmota iným názvom pre „materiál“. V tomto kontexte bola hmota všetko, čo bolo hmatateľné. Keď však Einstein v roku 1905 postuloval teóriu relativity, takmer všetko klasické sa zrútilo. Ďalej ukázal, že vlny sa niekedy správajú ako častice a častice sa správajú ako vlny. Toto bolo známe ako dualita vlna-častica. Viedlo to k spojeniu hmoty a energie; obe tieto veličiny sú dve formy hmoty.
Okrem toho môžeme hmotu kategorizovať podľa mnohých kritérií. Podľa fyzickej formy ho môžeme kategorizovať ako plyn, kvapalina, pevná látka a plazma. Detekčnými metódami ho vieme oddeliť ako normálnu hmotu a tmavú hmotu. Navyše podľa typu meranej veličiny je v dvoch typoch, ako hmotnosť a vlny.
Obrázok 02: Rôzne stavy hmoty a možné prechody medzi nimi
Slávna rovnica E=mc2 nám udáva množstvo energie, ktoré môžeme získať z „m“množstva hmoty. Vo vesmíre sa množstvo hmoty zachováva. Okrem toho reakcie na slnku vedú k jadrovej fúzii, kde sa hmota premieňa na energiu. Zrážky fotónov s vysokou energiou vytvárajú páry hmoty a antihmoty, kde sa energia transformuje na hmotu. V teórii relativity nie je hmotnosť absolútnou veličinou. Hmota pohybujúca sa vysokou rýchlosťou vzhľadom na pozorovateľa zobrazí väčšiu hmotnosť ako hmota v pokoji.
Aký je rozdiel medzi energiou a hmotou?
Energia je schopnosť vykonávať prácu, zatiaľ čo hmota je akákoľvek látka, ktorá má hmotnosť a zaberá priestor tým, že má objem. Kľúčový rozdiel medzi energiou a hmotou je teda v tom, že energia nemá žiadnu merateľnú hmotnosť, zatiaľ čo hmota má merateľnú hmotnosť. Podobne energia nemá objem, zatiaľ čo hmota zaberá merateľný objem. Preto z vyššie uvedeného vyplýva ďalší významný rozdiel medzi energiou a hmotou. To znamená; energia je vlastnosť objektu, zatiaľ čo hmota je akýkoľvek objekt, ktorý má hmotnosť a objem.
Informačná grafika uvedená nižšie zobrazuje ďalšie porovnania týkajúce sa rozdielu medzi energiou a hmotou.
Zhrnutie – energia vs hmota
Energia a hmota sú úzko súvisiace pojmy. Ešte dôležitejšie je, že hmota prichádza v dvoch formách ako energia a hmotnosť. Hmota je akákoľvek látka, ktorá má hmotnosť a objem, ale energia je vlastnosťou látky. Kľúčový rozdiel medzi energiou a hmotou je teda v tom, že energia nemá žiadnu merateľnú hmotnosť, zatiaľ čo hmota má merateľnú hmotnosť.
