¿Cuál es la diferencia entre materia y energía?

Esa es realmente una muy buena pregunta. Una respuesta inteligente sería: “¡Antimateria!”, Pero eso no aborda la verdadera diferencia.

Una caja llena de energía [matemática] E [/ matemática] tiene una masa de descanso adicional [matemática] E / c ^ 2 [/ matemática] y ejerce la gravedad adicional que la acompaña, por lo que es tentador decir: “No hay ¡diferencia! ”, pero hay claramente: la energía que está ligada a la masa en reposo es mucho más localizada y estable que la energía libre.

Uno no puede convertirse en el otro a voluntad; se necesita un mecanismo espontáneo de algún tipo, como combinar materia y antimateria o fisión o fusión, para convertir la masa en energía, y se requieren colisiones entre partículas de alta energía para crear masa a partir de energía cinética, casi siempre un proceso extremadamente ineficiente.

Espero que eso ayude un poco.

Gracias por A2A
Las preguntas más simples son las más difíciles de responder. La respuesta de Rosario Cloninger me parece adecuada, pero me gustaría agregar algunos puntos.

Desde el punto de vista de la mecánica cuántica, la materia es cualquier cosa que esté compuesta por los 6 quarks y los 6 leptones. La energía, por otro lado, puede describirse como interacciones bosones. Y luego está este término llamado “MASA”, que se dice que es la cantidad de medida de la materia; QUE ES ABSOLUTAMENTE INCORRECTO La misa no es “cantidad de medida de la materia”, de hecho, estos son los conceptos más engañosos que se enseñan en la escuela secundaria. MASA NO ES MÁS QUE LA PROPIEDAD CARACTERÍSTICA DE LA ENERGÍA. Materia y energía y absoluto e interconvertible en algún sentido. Pero la masa no lo es. E = mc ^ 2 es la ecuación más famosa y, sin embargo, la más incomprendida. No implica que la masa se pueda convertir en energía, sino que establece que LA MASA ES ENERGÍA. Una mejor manera de verlo es M = E / c ^ 2 así es como Einstein realmente lo escribió en su artículo original.

Para profundizar su comprensión sobre esto, le recomiendo que vea este video del espacio-tiempo de PBS, que es uno de mis canales favoritos en su tubo.

De acuerdo con la teoría de la relatividad de Einstein, Masa y Energía son MANIFESTACIONES diferentes de básicamente lo mismo. Ambos distorsionan la curvatura del espacio-tiempo. … La relatividad general dice que cualquier forma de energía es una fuente de gravedad . Piense en la luz (fotón), que tiene energía pero no tiene masa en reposo.

En física, la equivalencia entre masa y energía establece que cualquier cosa que tenga masa tiene una cantidad equivalente de energía y viceversa, con estas cantidades fundamentales directamente relacionadas entre sí por la famosa fórmula de Albert Einstein:

E = mc ^ 2

Esta fórmula establece que la energía equivalente ( E ) se puede calcular como la masa ( m ) multiplicada por la velocidad de la luz ( c = aproximadamente 3 × 10 ^ 8 m / s) al cuadrado. Eso no significa que masa (materia) y energía sean las mismas manifestaciones.

De manera similar, cualquier cosa que tenga energía exhibe una masa correspondiente m dada por su energía E dividida por la velocidad de la luz al cuadrado c ². Debido a que la velocidad de la luz es un número muy grande en las unidades cotidianas, la fórmula implica que incluso un objeto cotidiano en reposo con una cantidad modesta de masa tiene una gran cantidad de energía intrínseca. Las transformaciones químicas, nucleares y de otro tipo de energía pueden hacer que un sistema pierda parte de su contenido energético (y, por lo tanto, algo de masa correspondiente), liberándolo como la energía radiante de la luz o como energía térmica, por ejemplo.

La equivalencia entre masa y energía surgió originalmente de la relatividad especial como una paradoja descrita por Henri Poincaré. Einstein lo propuso el 21 de noviembre de 1905, en el documento ¿La inercia de un cuerpo depende de su contenido energético? , uno de sus trabajos de Annus Mirabilis (año milagroso) . Einstein fue el primero en proponer que la equivalencia de masa y energía es un principio general y una consecuencia de las simetrías de espacio y tiempo.

Una consecuencia de la equivalencia masa-energía es que si un cuerpo está estacionario, todavía tiene algo de energía interna o intrínseca, llamada energía en reposo, correspondiente a su masa en reposo. Cuando el cuerpo está en movimiento, su energía total es mayor que su energía en reposo y, de manera equivalente, su masa total (también llamada masa relativista en este contexto) es mayor que su masa en reposo. Esta masa en reposo también se llama masa intrínseca o invariante porque permanece igual independientemente de este movimiento, incluso para las velocidades extremas o la gravedad consideradas en la relatividad especial y general.

Algunas manifestaciones diferentes (energía y materia):

En general, la materia no puede viajar a la velocidad de la luz, pero la energía (fotón) sí.

Hay EFECTO DE TEMPERATURA EN EL CAMBIO DE ESTADO DE LA MATERIA. Pero la energía (fotón) no tiene temperatura.

Transformación de energía:

Una transformación de energía es el cambio de energía de una forma a otra. Las transformaciones de energía ocurren en todas partes cada segundo del día. Hay muchas formas diferentes de energía, tales como eléctrica, térmica, nuclear, mecánica, electromagnética, sonora y química.

Transformación energética – Wikipedia

Transformación de materia:

El término transición de fase (o cambio de fase) se usa más comúnmente para describir las transiciones entre estados sólidos, líquidos y gaseosos de la materia y, en casos raros, plasma (física). … La medición de las condiciones externas en las que ocurre la transformación se denomina transición de fase.

  • Una transformación eutéctica, en la que un líquido monofásico de dos componentes se enfría y se transforma en dos fases sólidas. El mismo proceso, pero que comienza con un sólido en lugar de un líquido, se llama transformación eutectoide.
  • Una transformación peritectica, en la cual un sólido monofásico de dos componentes se calienta y se transforma en una fase sólida y una fase líquida.
  • Una descomposición espinodal, en la que una sola fase se enfría y se separa en dos composiciones diferentes de esa misma fase.
  • Transición a una mesofase entre sólido y líquido, como una de las fases de “cristal líquido”.
  • La transición entre las fases ferromagnéticas y paramagnéticas de los materiales magnéticos en el punto de Curie.
  • La transición entre estructuras magnéticas de diferente orden, proporcionales o inconmensurables, como en el antimonuro de cerio.
  • La transformación martensítica que ocurre como una de las muchas transformaciones de fase en acero al carbono y se erige como un modelo para las transformaciones de fase desplazables.
  • Cambios en la estructura cristalográfica como entre ferrita y austenita de hierro.
  • Transiciones de desorden de orden como en aluminuros de alfa-titanio.
  • La dependencia de la geometría de adsorción de la cobertura y la temperatura, como el hidrógeno sobre el hierro (110).
  • La aparición de superconductividad en ciertos metales y cerámicas cuando se enfría por debajo de una temperatura crítica.
  • La transición entre diferentes estructuras moleculares (polimorfos, alótropos o poliamorfos), especialmente de sólidos, como entre una estructura amorfa y una estructura cristalina, entre dos estructuras cristalinas diferentes, o entre dos estructuras amorfas.
  • Condensación cuántica de fluidos bosónicos (condensación de Bose-Einstein). La transición superfluida en helio líquido es un ejemplo de esto.
  • La ruptura de las simetrías en las leyes de la física durante la historia temprana del universo cuando su temperatura se enfrió.
  • El fraccionamiento de isótopos ocurre durante una transición de fase, la relación de isótopos ligeros a pesados ​​en las moléculas involucradas cambia. Cuando el vapor de agua se condensa (un fraccionamiento de equilibrio), los isótopos de agua más pesados ​​(18O y 2H) se enriquecen en la fase líquida, mientras que los isótopos más ligeros (16O y 1H) tienden hacia la fase de vapor …

Etc …