La differenza fondamentale tra energia e materia è che l'energia non ha massa misurabile mentre la materia ha una massa misurabile.
Energia e materia sono due quantità molto importanti in fisica. Questi concetti occupano un posto molto importante nei campi della fisica, della teoria della relatività, dell'astronomia, della cosmologia, dell'astrofisica e dell'evoluzione stellare. È estremamente cruciale avere una solida comprensione di questi concetti per eccellere in uno qualsiasi di questi campi.
Cos'è l'energia?
L'energia è un concetto non intuitivo. Il termine “energia” deriva dalla parola greca “energeia”, che significa operazione o attività. In questo senso, l'energia è il meccanismo alla base di un'attività. Inoltre, l'energia non è una quantità direttamente osservabile. Tuttavia, possiamo calcolarlo misurando le proprietà esterne.
Possiamo trovare energia in molte forme. Energia cinetica, energia termica ed energia potenziale sono solo per citarne alcuni. In passato, la gente pensava che l'energia fosse una proprietà conservata nell'universo, ma lo sviluppo della teoria della relatività speciale ha cambiato questa idea. La teoria della relatività, insieme alla meccanica quantistica, ha mostrato che energia e massa sono intercambiabili. Così, dando origine all'energia – conservazione della massa dell'universo.
Figura 01: L'elettricità è una forma di energia
Tuttavia, quando la fusione nucleare o la fissione nucleare non sono presenti, l'energia di un sistema viene conservata. L'energia cinetica è l'energia che provoca i movimenti di un oggetto mentre l'energia potenziale deriva dall'energia immagazzinata all'interno di un oggetto, a causa della posizione, disposizione o stato dell'oggetto. Inoltre, l'energia termica deriva dalla temperatura.
Gli scienziati credono ancora che ci siano altri tipi di energia in questo universo, che devono ancora essere scoperti. Hanno classificato questa energia come energia oscura e credono che rappresenti un'ampia proporzione dell'energia totale dell'universo.
Cos'è la materia?
In passato, materia era un altro nome per “materiale”. In questo contesto, la materia era tutto ciò che era tangibile. Tuttavia, con Einstein che postula la teoria della relatività nel 1905, quasi tutto ciò che è classico è crollato. Ha continuato dimostrando che le onde a volte si comportavano come particelle e le particelle si comportavano come onde. Pertanto, questa era nota come dualità onda-particella. Ha portato all'unione tra massa ed energia; entrambe queste quantità sono due forme di materia.
Inoltre, possiamo classificare la materia in base a molti criteri. In base alla forma fisica, possiamo classificarlo come gas, liquido, solido e plasma. Con i metodi di rilevamento, possiamo separarlo come materia normale e materia oscura. Inoltre, dal tipo di grandezza misurata, è di due tipi, come massa e onde.
Figura 02: Diversi stati della materia e possibili transizioni tra di loro
La famosa equazione E=mc2 ci dà la quantità di energia che possiamo ottenere da “m” quantità di massa. Nell'universo, la quantità di materia è conservata. Inoltre, le reazioni del sole portano a una fusione nucleare in cui la massa si trasforma in energia. Le collisioni di fotoni ad alta energia producono coppie materia-antimateria in cui l'energia si trasforma in materia. Nella teoria della relatività, la massa non è una quantità assoluta. Una massa che si muove ad alta velocità rispetto all'osservatore mostrerà più massa di una massa a riposo.
Qual è la differenza tra energia e materia?
L'energia è la capacità di lavorare mentre la materia è qualsiasi sostanza che abbia massa e occupi spazio avendo volume. Quindi, la differenza chiave tra energia e materia è che l'energia non ha massa misurabile, mentre la materia ha una massa misurabile. Allo stesso modo, l'energia non ha volume mentre la materia occupa un volume misurabile. Pertanto, derivante da quanto sopra è un' altra differenza significativa tra energia e materia. Questo è; l'energia è una proprietà di un oggetto, mentre la materia è qualsiasi oggetto che abbia una massa e un volume.
Il grafico sottostante mostra più confronti relativi alla differenza tra energia e materia.
Riepilogo – Energia vs Materia
Energia e materia sono termini strettamente correlati. Ancora più importante, la materia si presenta in due forme: energia e massa. La materia è qualsiasi sostanza che abbia una massa e un volume, ma l'energia è una proprietà di una sostanza. Quindi, la differenza chiave tra energia e materia è che l'energia non ha massa misurabile mentre la materia ha una massa misurabile.
