Різниця між речовиною та енергією

Матерія та енергія є частиною Всесвіту: матерія надає структуру в той час як енергія дає вам здатність змінюватися. Коли виник Всесвіт, все було зосередженою енергією. По мірі розширення та охолодження речовина утворювалася з енергії.

Найпростіший спосіб зрозуміти, що таке матерія, а що - енергія, полягає в наступному:

• фрукт і стіл - матерія;
• здатність фрукта впасти зі столу і вдарити тварину - це енергія; здатність фруктів служити їжею - це енергія.
• Потужність, яку стіл (при згорянні) обігріває кімнату, - це енергія; здатність столу розбити вікно - це енергія.

Матерія	Енергія
Визначення	Те, що служить конструкцією природи.	Можливість виконувати роботу.
Складові	Атоми, молекули, субатомні частинки	Не має
Типи або форми	Твердий стан Рідкий стан Газоподібний стан Плазма	Кінетична енергія Потенційна енергія
Одиниця виміру	Вимірювання маси: грами, кілограми, мікрограми. Вимірювання об’єму: літри, кубічні метри, мілілітри.	Джоуль Калорійність Електрон-вольт
Приклади	Вода, повітря, пісок, камені, планети, комп’ютер, папір, рослини, тварини.	Світло, тепло, магнетизм, мікрохвильові хвилі, електрика.

Що таке матерія?

Матерія - це все, що складається з субатомних частинок і займає простір, навіть якщо він є надзвичайно крихітні: електрон, протон, нейтрон і все, що з них можна побудувати матерія. Наприклад, стіл складається з молекул, з яких складається дерево, залізні цвяхи та інші елементи, які є речовиною.

Термін "матерія" походить від лат матер що означає «мати». Це означає, що матерія є «матір’ю» всього, що нас оточує. Наприклад, повітря, хоча ми і не бачимо його, є матерією, оскільки воно складається з молекул азоту, кисню та інших газів. Телефон, комп’ютер, їжа, тварини, будівлі - все це приклади матерії.

речовина може поглинати енергію. Яскравим прикладом цього є те, що відбувається, коли ми кладемо їжу в мікрохвильову піч:

• вода всередині їжі поглинає енергію мікрохвильових хвиль;
• енергія у воді передається решті молекул їжі.

Саме передача енергії є причиною підвищення температури. приготування їжі.

Закон збереження речовини

Закон збереження речовини встановлює, що матерія не створюється і не руйнується, а перетворюється. Наприклад, коли шматок дерева повністю спалюється в закритій системі і зважується зола, вуглекислий газ вуглецю та інших сполук в димі, сума мас буде приблизно дорівнювати масі шматка дерева оригінал.

Які характеристики матерії?

• Він має масу: це кількість речовини, наприклад, електрон має масу 9 х 10^-31 кг, літр води має масу 1 кг, Сонце - 1,9 х10³⁰ кг.
• Він має фізичні властивості: в межах яких серед іншого можна згадати щільність, електропровідність, температуру плавлення або кипіння, летючість і твердість.
• Він має хімічні властивості: речовина може перетворюватися за допомогою хімічних реакцій, таких як горіння, окислення, розкладання.

Які стани речовини?

Матерія буває у різних формах або станах:

• Тверді: атоми та молекули упаковані настільки, що їх рух обмежений.
• Рідина: атоми та молекули рідини, хоча вони згруповані, можуть вільно рухатися.
• Газ: атоми та молекули відокремлені один від одного і не мають обмежень руху.
• Плазма: атоми газів іонізовані. Це стан речовини для більшої частини Всесвіту; ми отримуємо це в зірках, у блискавці та в полярних сяйвах.
• Конденсат Бозе-Ейнштейна: Коли набір атомів дорівнює абсолютному нулю (-273 ºC), вони настільки упаковані та нерухомі, що виглядають як один атом.
• Рідкі кристали: це проміжний стан речовини між твердим і рідким середовищем, що не належить до жодного з них. Ми знаходимо його на телевізорах із плоским екраном, екранах комп’ютерів та годинниках.

Вам також може бути цікаво побачити різницю між Стани речовини та властивості речовини.

Що таке енергія?

Наукове визначення енергії таке здатність влаштуватися на роботу. У цьому сенсі під роботою розуміється будь-який процес, коли тіло зміщується або деформується. Наприклад, здатність каменю на вершині гори падати і збивати дерева при його падінні, що було б роботою, є його енергією.

Закон енергозбереження

Закон збереження енергії або принцип збереження енергії стверджує, що енергетичний вміст системи залишається постійним. Тобто енергія ні створюється, ні руйнується.

Наприклад, певна кількість бензину має X-кількість хімічної енергії, пов’язаної з ним. Коли ми запускаємо транспортний засіб, енергія бензину не руйнується, а перетворюється в кінетичну енергію для переміщення автомобіля та теплову енергію. Сума кінетичної енергії плюс теплова енергія автомобіля дорівнює кількості хімічної енергії бензину, вона не може бути ні більшою, ні меншою.

Які характеристики енергії?

• Кількість енергії, якою володіє тіло, обмежена: плід на столі має енергію, обмежену своєю масою та відстанню від столу до підлоги.
• Енергія перетворюється у різні форми: хімічна енергія бензину перетворюється на кінетичну, коли ви рухаєте поршнем у машині.
• Існують різні джерела енергії, такі як сонце, вітер та нафта.
• Його можна зберігати: хімічна енергія зберігається в електричних батареях, у гідроелектричних дамбах зберігається гравітаційна потенційна енергія води.

Форми енергії

Енергія може бути представлена ​​у різних формах:

• Потенційна енергія: це енергія, пов’язана з тілом щодо іншого референтного тіла, наприклад, потенційна енергія гравітаційна - це енергія тіла щодо його положення на Землі, чим вище, тим більше енергії має потенціал.
• Кінетична енергія: це енергія, пов’язана з рухом тіл, наприклад, коли вода в річці змушує гірські породи рухатися, вона має кінетичну енергію.
• Механічна енергія: коли вагон знаходиться у верхній частині американських гірок, він має потенційну енергію, яка перетворюється на кінетичну енергію, коли вагон опускається вниз і набуває певної швидкості. У цьому випадку вагон має механічну енергію, яка дорівнює сумі кінетичної енергії та потенційної енергії.
• Променева енергія: світло від Сонця досягає Землі як промениста енергія.
• Термальна енергія: коли ми обігріваємось грілкою, ми використовуємо теплову енергію.
• Атомна енергія: Коли ядро ​​атома руйнується або зливається, воно виділяє ядерну енергію.
• Хімічна енергія: Коли глюкоза в клітинах перетворюється на вуглекислий газ, енергія, що знаходиться між атомами молекули, виділяється як хімічна енергія.
• Електроенергія: коли частинки з позитивним чи негативним зарядом рухаються, ми знаходимося в присутності електрики або електричної енергії.

Можливо, вам буде цікаво знати різне Види енергії.

Який взаємозв’язок між речовиною та енергією?

На початку 20 століття фізик-теоретик Альберт Ейнштейн (1879-1955) показав, що речовина перетворюється в енергію і що енергія може перетворюватися на речовину. Ця еквівалентність відома як "теорія відносності" і це виражається у відомому рівнянні:

E = m.c²,

де І являє собою енергію, м являє собою масу і c - це швидкість світла.

Найвідоміший приклад перетворення речовини в енергію це реакція синтезу ядер водню в зірках. Саме ця енергія на Сонці підтримує життя на Землі.

Згадаймо, що у витоків Всесвіту існувала лише енергія, яка згодом трансформувалась у матерію. Експериментально, енергія перетворюється на речовину коли фотон (частинка високої енергії) проходить через атомне ядро, утворюючи частинку речовини (електрон) і частинку антиречовини (позитрон).

Можливо, вам буде цікаво дізнатись про:

• Фізичні та хімічні властивості речовини.
• Кінетична та потенційна енергія.

Список літератури

Карам, П.А., Штейн, Б.П. (2011). Основи науки: матерія та енергія. Будинок Челсі. Нью-Йорк.