Enerji ve madde arasındaki temel fark, enerjinin ölçülebilir bir kütlesi olmadığı halde maddenin ölçülebilir bir kütlesi olmasıdır.
Enerji ve madde fizikte çok önemli iki niceliktir. Bu kavramlar fizik, izafiyet teorisi, astronomi, kozmoloji, astrofizik ve yıldız evrimi alanlarında çok önemli bir yere sahiptir. Bu alanlardan herhangi birinde üstünlük sağlamak için bu kavramları sağlam bir şekilde anlamak son derece önemlidir.
Enerji Nedir?
Enerji, sezgisel olmayan bir kavramdır. "Enerji" terimi, işlem veya faaliyet anlamına gelen Yunanca "energeia" kelimesinden gelir. Bu anlamda enerji, bir faaliyetin arkasındaki mekanizmadır. Ayrıca, enerji doğrudan gözlemlenebilir bir miktar değildir. Ancak dış özellikleri ölçerek hesaplayabiliriz.
Enerjiyi birçok biçimde bulabiliriz. Kinetik enerji, termal enerji ve potansiyel enerji bunlardan birkaçıdır. Geçmişte insanlar enerjinin evrende korunan bir özellik olduğunu düşündüler, ancak özel görelilik teorisinin gelişimi bu fikri değiştirdi. Görelilik teorisi, kuantum mekaniği ile birlikte, enerji ve kütlenin birbirinin yerine geçebileceğini gösterdi. Böylece, evrenin enerji – kütle korunumuna yol açar.
Şekil 01: Elektrik Bir Enerji Biçimidir
Ancak, nükleer füzyon veya nükleer fisyon olmadığında, bir sistemin enerjisi korunur. Kinetik enerji, bir cismin hareketlerine neden olan enerjidir, potansiyel enerji ise cismin konumu, düzeni veya durumu nedeniyle bir cismin içinde depolanan enerjiden kaynaklanır. Ayrıca ısıl enerji sıcaklığa bağlı olarak ortaya çıkar.
Bilim adamları hala bu evrende henüz keşfedilmemiş başka enerji türleri olduğuna inanıyorlar. Bu enerjiyi karanlık enerji olarak sınıflandırdılar ve bunun evrenin toplam enerjisinin büyük bir kısmı olduğuna inanıyorlar.
Madde Nedir?
Geçmişte madde, "maddi"nin diğer adıydı. Bu bağlamda madde somut olan her şeydi. Ancak Einstein'ın 1905'te görelilik teorisini öne sürmesiyle, klasik olan hemen hemen her şey bozuldu. Dalgaların bazen parçacıklar ve parçacıkların da dalgalar gibi davrandığını göstermeye devam etti. Bu nedenle, bu dalga-parçacık ikiliği olarak biliniyordu. Kütle ve enerji arasındaki birliğe yol açtı; bu niceliklerin ikisi de maddenin iki biçimidir.
Üstelik maddeyi birçok kritere göre kategorize edebiliriz. Fiziksel formuna göre gaz, sıvı, katı ve plazma olarak sınıflandırabiliriz. Tespit yöntemleriyle onu normal madde ve karanlık madde olarak ayırabiliriz. Ayrıca ölçülen miktarın cinsine göre kütle ve dalga olmak üzere iki çeşittir.
Şekil 02: Maddenin Farklı Halleri ve Aralarındaki Olası Geçişler
Ünlü E=mc2 denklemi bize “m” kütle miktarından elde edebileceğimiz enerji miktarını verir. Evrende madde miktarı korunur. Ayrıca, güneşteki reaksiyonlar, kütlenin enerjiye dönüştüğü bir nükleer füzyona yol açar. Yüksek enerjili foton çarpışmaları, enerjinin maddeye dönüştüğü madde-antimadde çiftleri üretir. Görelilik kuramında kütle mutlak bir nicelik değildir. Gözlemciye göre yüksek hızla hareket eden bir kütle, duran bir kütleden daha fazla kütle gösterecektir.
Enerji ve Madde Arasındaki Fark Nedir?
Enerji, kütlesi olan ve hacmiyle yer kaplayan herhangi bir madde iken iş yapabilme yeteneğidir. Dolayısıyla, enerji ve madde arasındaki temel fark, enerjinin ölçülebilir bir kütlesi olmadığı halde maddenin ölçülebilir bir kütlesi olmasıdır. Benzer şekilde, madde ölçülebilir bir hacim kaplarken enerjinin hacmi yoktur. Bu nedenle, yukarıdakilerden kaynaklanan, enerji ve madde arasındaki bir başka önemli farktır. Yani; enerji bir nesnenin bir özelliğidir, madde ise kütlesi ve hacmi olan herhangi bir nesnedir.
Aşağıdaki bilgi grafiği, enerji ve madde arasındaki farkla ilgili daha fazla karşılaştırma gösteriyor.
Özet – Enerji ve Madde
Enerji ve madde yakından ilişkili terimlerdir. Daha da önemlisi, madde enerji ve kütle olarak iki şekilde gelir. Madde, kütlesi ve hacmi olan herhangi bir maddedir, ancak enerji bir maddenin bir özelliğidir. Bu nedenle, enerji ve madde arasındaki temel fark, enerjinin ölçülebilir bir kütlesi olmadığı halde maddenin ölçülebilir bir kütlesi olmasıdır.
