Ποια είναι η σχέση μεταξύ ύλης και ενέργειας;

Το σχέση μεταξύ ύλης και ενέργειας δίνεται, σύμφωνα με τη θεωρία της σχετικότητας, από την ταχύτητα του φωτός. Ο Albert Einstein ήταν πρωτοπόρος στην πρόταση αυτής της υπόθεσης το 1905.

Η σχετιστική θεωρία του Αϊνστάιν σχετίζεται με την ύλη και την ενέργεια από την ακόλουθη εξίσωση: E = M x C²? όπου Ε: Ενέργεια, Μ: Μάζα και C: ταχύτητα φωτός, η τελευταία έχει εκτιμώμενη τιμή 300.000.000 m / s.

Η σχέση μεταξύ ύλης και ενέργειας εξηγείται με βάση τη θεωρία της σχετικότητας

Σύμφωνα με τον τύπο Einstein, η ισοδύναμη ενέργεια (Ε) μπορεί να υπολογιστεί με πολλαπλασιασμό της μάζας (m) ενός σώματος, με την ταχύτητα του φωτός στο τετράγωνο.

Με τη σειρά του, η ταχύτητα του τετραγώνου είναι ίση με 9 x 10¹⁶ m / s, πράγμα που σημαίνει ότι η σχέση μεταξύ μάζας και ενέργειας είναι ανάλογη προς έναν εξαιρετικά υψηλό συντελεστή πολλαπλασιασμού.

Η διακύμανση της μάζας ενός σώματος είναι ευθέως ανάλογη με την ενέργεια που προέρχεται από τη διαδικασία μετατροπής, και αντιστρόφως ανάλογη προς το τετράγωνο της ταχύτητας του φωτός.

Δεδομένου ότι η ταχύτητα του φωτός δίνεται από ένα πολυ-ψήφιο αριθμό, τον τύπο του Αϊνστάιν προβλέπει ότι ακόμη και στην περίπτωση ενός αντικειμένου με μια μικρή μάζα ηρεμίας, έχει ένα σημαντικό ποσό ενέργειας στο ενεργητικό της.

Αυτός ο μετασχηματισμός συμβαίνει σε μια πολύ ανισόρροπη αναλογία: με 1 Kg υλικού που μετασχηματίζεται σε άλλη κατάσταση, λαμβάνονται 9 x 10¹⁶ Joules της ενέργειας.

Αυτή είναι η αρχή λειτουργίας των μονάδων πυρηνικής ενέργειας και των ατομικών βόμβων.

Αυτός ο τύπος μετασχηματισμού καθιστά δυνατό για ένα σύστημα να μετατρέψει την ενέργεια σε ένα σύστημα στο οποίο μέρος της εγγενούς ενέργειας του σώματος αλλάζει με τη μορφή θερμικής ενέργειας ή ακτινοβολίας φωτός. Αυτή η διαδικασία, με τη σειρά της, συνεπάγεται επίσης απώλεια μάζας.

Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της πυρηνικής σχάσης, στην οποία ο πυρήνας του ένα βαρύ (όπως ουράνιο) στοιχείου διαιρείται σε δύο μικρότερα θραύσματα της συνολικής μάζας, η μάζα διαφορά απελευθερώνεται προς τα έξω ως ενέργεια.

Η αλλαγή της μάζας της ύλης σε ατομικό επίπεδο, αυτό δείχνει ότι το θέμα δεν είναι ένα αμετάβλητο της ποιότητας του σώματος, και ως εκ τούτου το θέμα «μπορεί να εξαφανιστεί», όταν κυκλοφόρησε στο εξωτερικό, όπως η ενέργεια.

Σύμφωνα με αυτές τις φυσικές αρχές, η μάζα αυξάνεται ως συνάρτηση της ταχύτητας με την οποία κινείται ένα σωματίδιο. Εξ ου και η έννοια της σχετικιστικής μάζας.

Αν ένα στοιχείο είναι σε κίνηση, δημιουργείται μια διαφορά μεταξύ της αρχικής τιμής της ενέργειας (ενέργεια σε ηρεμία) και της αξίας της ενέργειας που έχει ενώ το σώμα είναι σε κίνηση.

Επίσης, δεδομένης της σχετικιστική θεωρία του Einstein, μια παραλλαγή παράγεται επίσης στο βάρος σώματος: μάζας σώματος σε κίνηση είναι μεγαλύτερη από τη μάζα του σώματος, όταν ήταν σε κατάσταση ηρεμίας.

Η μάζα του σώματος σε κατάσταση ηρεμίας ονομάζεται επίσης εσωτερική ή αμετάβλητη μάζα, καθώς δεν αλλάζει την αξία του, ακόμη και κάτω από ακραίες συνθήκες.

Η ύλη είναι η υλική ουσία που αποτελεί το σύνολο του παρατηρούμενου σύμπαντος και, μαζί με την ενέργεια, και τα δύο στοιχεία αποτελούν τη βάση όλων των φυσικών φαινομένων.

Η σχέση μεταξύ ύλης και ενέργειας που εκφράζεται στη θεωρία του Αϊνστάιν σχετικά με τη σχετικότητα, θέτει τα θεμέλια της σύγχρονης φυσικής των αρχών του εικοστού αιώνα.

Αναφορές

1. De la Villa, D. (2011). Σχέσεις θέμα και ενέργεια. Λίμα, Περού. Ανάκτηση από: malinciaquimica.blogspot.com.
2. Encyclopædia Britannica, Inc. (2017). Θέμα. Λονδίνο, Αγγλία Ανακτήθηκε από: britannica.com.
3. Η εξίσωση Einsten (2007). Μαδρίτη, Ισπανία Ανάκτηση από: Sabercurioso.es.
4. Strassler, Μ. (2012). Μάζα και ενέργεια. New Jersey, ΗΠΑ Ανακτήθηκε από: profmattstrassler.com.
5. Wikipedia, Η Ελεύθερη Εγκυκλοπαίδεια (2017) Ισοδυναμία μεταξύ μάζας και ενέργειας. Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org.