Klíčový rozdíl mezi energií a hmotou je ten, že energie nemá žádnou měřitelnou hmotnost, zatímco hmota má měřitelnou hmotnost.
Energie a hmota jsou dvě velmi důležité veličiny ve fyzice. Tyto pojmy zaujímají velmi důležité místo v oblasti fyziky, teorie relativity, astronomie, kosmologie, astrofyziky a hvězdné evoluce. Chcete-li vyniknout v jakékoli z těchto oblastí, je nesmírně důležité těmto pojmům dobře rozumět.
Co je energie?
Energie je neintuitivní pojem. Termín „energie“pochází z řeckého slova „energeia“, což znamená činnost nebo činnost. V tomto smyslu je energie mechanismem činnosti. Navíc energie není přímo pozorovatelná veličina. Můžeme to však vypočítat měřením vnějších vlastností.
Energii můžeme najít v mnoha podobách. Kinetická energie, tepelná energie a potenciální energie jsou jen některé. V minulosti si lidé mysleli, že energie je ve vesmíru konzervovaná vlastnost, ale vývoj speciální teorie relativity tuto myšlenku změnil. Teorie relativity spolu s kvantovou mechanikou ukázaly, že energie a hmotnost jsou vzájemně zaměnitelné. Tak vzniká energie – zachování hmoty vesmíru.
Obrázek 01: Elektřina je formou energie
Pokud však jaderná fúze nebo jaderné štěpení není přítomna, 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. Navíc vlivem teploty vzniká tepelná energie.
Vědci stále věří, že v tomto vesmíru existují další druhy energie, které je třeba teprve objevit. Tuto energii kategorizovali jako temnou energii a věří, že jde o velkou část celkové energie vesmíru.
Co je hmota?
V minulosti byla hmota jiným názvem pro „materiál“. V tomto kontextu byla hmota vším, co bylo hmatatelné. S Einsteinem postulujícím teorii relativity v roce 1905 se však téměř vše klasické zhroutilo. Dále ukázal, že vlny se někdy chovaly jako částice a částice se chovaly jako vlny. Toto bylo známé jako dualita vlna-částice. Vedlo to ke spojení mezi hmotou a energií; obě tyto veličiny jsou dvě formy hmoty.
Navíc můžeme látku kategorizovat podle mnoha kritérií. Podle fyzické formy jej můžeme kategorizovat jako plyn, kapalinu, pevnou látku a plazmu. Detekčními metodami ji můžeme oddělit jako normální hmotu a temnou hmotu. Navíc podle typu měřené veličiny je ve dvou typech, jako hmotnost a vlny.
Obrázek 02: Různé stavy hmoty a možné přechody mezi nimi
Slavná rovnice E=mc2 nám udává množství energie, které můžeme získat z „m“množství hmoty. Ve vesmíru se zachovává množství hmoty. Kromě toho reakce na slunci vedou k jaderné fúzi, kde se hmota přeměňuje na energii. Srážky fotonů s vysokou energií vytvářejí páry hmoty a antihmoty, kde se energie přeměňuje na hmotu. V teorii relativity není hmotnost absolutní veličinou. Hmota pohybující se vysokou rychlostí vzhledem k pozorovateli zobrazí větší hmotnost než hmota v klidu.
Jaký je rozdíl mezi energií a hmotou?
Energie je schopnost konat práci, 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 žádnou měřitelnou hmotnost, zatímco hmota má měřitelnou hmotnost. Podobně energie nemá žádný objem, zatímco hmota zaujímá měřitelný objem. Z výše uvedeného tedy vyplývá další významný rozdíl mezi energií a hmotou. To jest; energie je vlastnost objektu, zatímco hmota je jakýkoli objekt, který má hmotnost a objem.
Níže uvedená informační grafika ukazuje další srovnání související s rozdílem mezi energií a hmotou.
Shrnutí – energie vs hmota
Energie a hmota jsou úzce související pojmy. Ještě důležitější je, že hmota přichází ve dvou formách jako energie a hmota. Hmota je jakákoliv látka, která má hmotnost a objem, ale energie je vlastností látky. Klíčový rozdíl mezi energií a hmotou je tedy ten, že energie nemá žádnou měřitelnou hmotnost, zatímco hmota má měřitelnou hmotnost.
