เราอธิบายว่าสสารและพลังงานคืออะไร ลักษณะของแต่ละตัวและวิธีการศึกษาพวกมัน อีกทั้งความสัมพันธ์ระหว่างคนทั้งสอง
สสารและพลังงานคืออะไร?
ของเรา จักรวาล จำนวนเต็มประกอบด้วย วัตถุ Y พลังงานในหลากหลายรูปแบบ การนำเสนอและความสามารถ อันที่จริง สองสาขาวิชาพื้นฐานที่เราพยายามทำความเข้าใจกฎพื้นฐานที่ควบคุมมัน คือ ทางกายภาพ และ เคมี, จัดการกับความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบทั้งสองนี้: the สาร ที่ประกอบขึ้นเป็นสิ่งของและความสามารถในการถ่ายทอด ความร้อน หรือทำ งาน.
จากมุมมองโดยสัญชาตญาณ เราเข้าใจสสารอย่างที่เราสามารถสัมผัสได้ ซึ่งเป็นรูปธรรมและครอบครองสถานที่ในจักรวาล ในทางกลับกัน พลังงานไม่สามารถสัมผัสได้ ซึ่งรับรู้ได้เฉพาะในลักษณะที่แตกต่างกันเท่านั้น คือ ความร้อน แสงสว่าง, ความเคลื่อนไหวฯลฯ สิ่งรอบตัวเรามีพร้อมๆ กัน มวล ของตัวเองและปริมาณพลังงานที่แปรผันได้ขึ้นอยู่กับสถานะที่เป็นอยู่เป็นส่วนใหญ่
เหล่านี้เป็นแนวคิดพื้นฐานสองประการที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิดซึ่งมีความเท่าเทียมกันบางอย่างตัวอย่างเช่น เป็นไปได้ที่จะแปลงมวลเป็นพลังงาน สิ่งที่เกิดขึ้นทุกวันภายใน ดวงดาว, ผ่านปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่รุนแรง, หรือภายในตัวเราเอง สิ่งมีชีวิตเมื่อเราย่อยสลาย อาหาร ที่เรากินเข้าไปและสกัดจากมัน พลังงานเคมี เพื่อให้เรามีชีวิตอยู่
วัตถุ
สสารคือสิ่งที่ประกอบขึ้นเป็นสิ่งมีชีวิต วัตถุ อากาศ และอื่นๆสสาร หมายถึง สสารที่แผ่ขยายออกไปในขอบเขตหนึ่งของกาลอวกาศซึ่งมีพลังงานอยู่จำนวนหนึ่งและอยู่ภายใต้ การเปลี่ยนแปลง ในเวลา. ชื่อของมันมาจากภาษาละติน วัสดุ, "แม่" เพราะเป็นเรื่องของสาระ เมทริกซ์ ของสิ่งต่าง ๆ นั่นคือสิ่งที่กำเนิดหรือประกอบขึ้น
โดยทั่วไป ฟิสิกส์มีคุณลักษณะหรือคุณสมบัติพื้นฐานสามประการต่อเรื่อง:
- มีมวลเฉพาะซึ่งมีหลักฐานอยู่ใน a น้ำหนัก, แ ปริมาณ และมิติเชิงปริมาณ
- มันครองสถานที่ใน ช่องว่างซึ่งร่างกายอื่นไม่สามารถครอบครองได้ในเวลาเดียวกัน
- ยังคงอยู่ใน สภาพอากาศแม้ว่าจะไม่จำเป็นในลักษณะเดียวกัน: น้ำแข็งมีความสำคัญอย่างยิ่ง และไม่หยุดเป็นเช่นนั้นเมื่อละลายหรือเมื่อน้ำที่ทำให้มันระเหยกลายเป็นไอ เหล่านี้ การเปลี่ยนแปลงในสภาพร่างกายของคุณ (หรือ สถานะของการรวมตัวของสสาร) ขึ้นอยู่กับปริมาณพลังงานที่คุณมี
การศึกษาเรื่องดังกล่าวมีมาตั้งแต่สมัยโบราณ และได้ครอบครองนักคิดและนักปรัชญามากมายตลอดประวัติศาสตร์ อันที่จริง ชาวกรีกโบราณเป็นผู้กำหนด ทฤษฎีอะตอมกล่าวคือ คนที่คิดว่าสสารนั้นอาจประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กที่แบ่งแยกไม่ได้หลายประเภท
ความคิดนี้ได้รับการช่วยเหลือในเวลาต่อมามากในยุคบูม นักเหตุผล แห่งศตวรรษที่สิบเจ็ดและเป็นพื้นฐานในการศึกษาวิชาเคมีซึ่งเป็นทายาทเพื่อ การเล่นแร่แปรธาตุ ยุคกลาง
จากแบบจำลองการศึกษาฟิสิกส์ในปัจจุบัน มีเพียงประมาณ 5% ของจักรวาลที่ประเมินค่าได้เท่านั้นที่ประกอบด้วยสสารธรรมดา ในขณะที่สิ่งที่เรียกว่า "สสารมืด”การดำเนินการที่ยังไม่ทราบ, ตรงบริเวณ 23%. อย่างหลังควรจะเป็นรูปแบบของสสารที่ไม่ใช่มวล นั่นคือ ปราศจากมวล ซึ่งการมีอยู่สามารถรับรู้ได้โดยวิธีที่มันส่งผลกระทบเท่านั้น ดวงดาว และพลังงานรอบตัวคุณ
พลังงาน
ในวิชาฟิสิกส์ พลังงานหมายถึงความสามารถในการทำงาน กล่าวคือ กระทำ เกิดขึ้น หรือเคลื่อนไหว ทั้งหมดอย่างแน่นอน ร่างกาย พวกมันมีพลังงานจำนวนหนึ่ง ซึ่งเกี่ยวข้องกับสภาวะการพัก การเคลื่อนไหวหรือการสั่นสะเทือน เป็นต้น แต่แสดงออกในรูปแบบที่แตกต่างกันมาก
ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะพูดถึงพลังงานหลายประเภท: พลังงานแคลอรี่, พลังงานเคมี, พลังงานจลน์, พลังงานไฟฟ้า, พลังงานศักย์พลังงานภายใน เป็นต้น
คำว่าพลังงานมาจากภาษากรีก กระฉับกระเฉง, "กิจกรรม" คำที่ปรากฏขึ้นครั้งแรกในงานเขียนของอริสโตเติล (384-322 ปีก่อนคริสตกาล) ในศตวรรษที่สี่ก่อนคริสต์ศักราช ค. และยึดเอาโดยนักธรรมชาติวิทยาสมัยใหม่และยุคกลางตอนปลาย
มีชื่อเรียกอื่นๆ มากมายตลอดประวัติศาสตร์ เช่น “พลังชีวิต” (vis viva), "พลัง" หรือแม้แต่ "วิญญาณ" ขึ้นอยู่กับบริบท สาเหตุหลักมาจากการศึกษาพลังงานประเภทต่างๆ มีจุดกำเนิดแยกจากกัน เนื่องจากมีการค้นพบพลังงานรูปแบบต่างๆ มากขึ้นเรื่อยๆ ในจักรวาล
โดยทั่วไปสามารถรับรู้พลังงานได้จากการสำแดงต่างๆ เนื่องจากในนามธรรม มันไม่ใช่สิ่งที่มองเห็นได้ ในทางกลับกัน ความร้อน แสง การเคลื่อนไหว หรือกิจกรรมสามารถรับรู้ได้ด้วยตาเปล่า และสามารถศึกษาผลกระทบที่มีต่อสสารได้โดยไม่ยาก ดังนั้นพลังงานจะกลายเป็นปริมาณทางกายภาพ ซึ่งเราสามารถวัดในลักษณะที่แตกต่างกันได้
เราต้องพิจารณาด้วยว่าปริมาณพลังงานใน ระบบ มันมีแนวโน้มที่จะคงที่เพื่อไม่ให้สร้างหรือทำลายได้เพียงเปลี่ยนรูปเท่านั้น อันที่จริงมันอยู่ในการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา: พลังงานเคมีที่เก็บไว้ในอาหารจะถูกแปลงเป็นพลังงานกลเมื่อเราเคลื่อนที่หรือเป็นพลังงานไฟฟ้าในอาหารของเรา ระบบประสาท.
ในทำนองเดียวกัน พลังงานไฟฟ้าจากปลั๊กจะถูกแปลงเป็นพลังงานแสงเมื่อเราเปิดหลอดไฟ หรือเป็นพลังงานความร้อนด้วยเครื่องทำน้ำอุ่น
สสารและพลังงาน
ความสัมพันธ์ระหว่างสสารและพลังงานเป็นเป้าหมายของการศึกษานักฟิสิกส์มานานหลายศตวรรษ เรารู้ว่าการเปลี่ยนแปลงระดับพลังงานของสสารส่งผลต่อรูปร่างและสถานะของการรวมตัว ซึ่งเราได้เห็นตั้งแต่เราเรียนรู้การหลอมโลหะ
ต่อมา ความรู้ด้านเคมีทำให้เรามีความเข้าใจมากขึ้นเกี่ยวกับวิธีการแปลงสสาร: ไม่เปลี่ยนการกำหนดค่าของอนุภาคอีกต่อไป แต่ทำลายการเชื่อมโยงระหว่างอนุภาค อะตอม และรับสารต่างๆ
อันที่จริง ความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของมนุษยชาติในเรื่องนั้นคือการค้นพบ พลังงานปรมาณู และการจัดการเพื่อจุดประสงค์โดยสันติ กล่าวคือ ในการก่อสร้างโรงไฟฟ้าที่อะตอมหนักหลอมรวมเพื่อสร้างพลังงานความร้อนจำนวนมาก
ทั้งหมดนี้เป็นไปได้ด้วยทฤษฎีของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (1879-1955) และนักฟิสิกส์ที่สำคัญอื่นๆ และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง สูตรของมวลและพลังงาน (E = mc2) ที่รู้จักกันในชื่อ ทฤษฎีสัมพัทธภาพ.