Hvad er den materielle mængde?

Materielmængde har at gøre med hvor meget af noget der er et bestemt sted. I almindelighed måles det ved hjælp af pund eller kilogram, men mange forskere foretrækker masse, som mere objektivt beskriver materialemængden i en given prøve. Da masse normalt er korreleret med vægt i daglige situationer, bruges kilogram også til at måle masse.

Når kemikere refererer til den materielle mængde af partikler i en prøve, bruger de ofte mol, en mængde, der henviser til omtrent 6 x 10 ²³ enheder af noget, normalt atomer eller molekyler. Det store antal er kendt som Avogadros nummer eller Avogodros konstant, opkaldt efter den italienske videnskabsmand Amedeo Avogadro, som i det tidlige nittende århundrede indså, at volumen af ​​en gas er proportional med den materielle mængde af partikler i gassen. Avogodros antal er defineret som antallet af atomer i nøjagtigt 12 gram kulstof.

Så længe et system ikke mister eller vinder atomer, hverken udveksling med det udvendige eller nuklear fission / fusion, beholder det den samme mængde materialemængde på ubestemt tid. Der er muligheden for, at protoner, der udgør kernen i atomer, spontant forfalder efter en usædvanlig lang tid, men dette er ikke blevet bevist, og der er ikke meget bevis for det.

Den samme materialemængde kan have en anden vægt afhængigt af hvilken planet den er i nærheden. For eksempel ville du på Jupiter have en vægt dusinvis gange større end på Jorden, så ekstrem, at det ville ødelægge din rygsøjle. Omvendt, på månens overflade, er tyngdekraften omtrent 1/4 af Jordens, så din vægt er ca. 1/4, selvom din masse (og den materielle mængde af partikler i din krop) forbliver den samme.

Et andet tilfælde, hvor materialemængden kan være konstant, mens vægten svinger, er, når noget bevæger sig meget tæt på lysets hastighed. I henhold til Einsteins relativitetsteori, når det bevæger sig ekstremt hurtigt og nærmer sig lysets hastighed, får det vægt. Dette er grunden til, at en partikel med ikke-masse-masse aldrig kan bevæge sig med lysets hastighed - når dens hastighed øges, gør dens masse også det, hvilket gør det vanskeligere at accelerere. Energikravene for at fortsætte accelerationen til lysets hastighed er uendelige - større end den samlede energimængde i universet.