Wat is materiaalhoeveelheid?

Materiële hoeveelheid heeft te maken met hoeveel van iets er op een bepaalde plaats is. In de volksmond wordt het gemeten met behulp van ponden of kilo's, maar veel wetenschappers geven de voorkeur aan massa, die de materiële hoeveelheid in een bepaald monster objectiever beschrijft. Omdat massa in dagelijkse situaties meestal gecorreleerd is met gewicht, worden kilo's ook gebruikt om massa te meten.

Wanneer chemici verwijzen naar de materiële hoeveelheid deeltjes in een monster, gebruiken ze vaak mollen, een hoeveelheid die verwijst naar ongeveer 6 x 10 ²³ eenheden van iets, meestal atomen of moleculen. Het grote aantal staat bekend als het nummer van Avogadro of de constante van Avogodro, genoemd naar de Italiaanse wetenschapper Amedeo Avogadro, die zich in de vroege negentiende eeuw realiseerde dat het volume van een gas evenredig is aan de materiële hoeveelheid deeltjes in het gas. Het getal van Avogodro wordt gedefinieerd als het aantal atomen in exact 12 gram koolstof.

Zolang een systeem geen atomen verliest of verkrijgt, hetzij door uitwisseling met de buitenkant of door kernsplijting / fusie, behoudt het voor onbepaalde tijd dezelfde hoeveelheid materiaal. Er is de mogelijkheid dat protonen, die de kern van atomen vormen, na een buitengewoon lange tijd spontaan vervallen, maar dit is niet bewezen en er is weinig bewijs in zijn voordeel.

Dezelfde hoeveelheid materiaal kan een ander gewicht hebben, afhankelijk van welke planeet het is. Op Jupiter zou je bijvoorbeeld een gewicht hebben dat tientallen keren groter is dan op aarde, zo extreem dat het je ruggengraat zou breken. Omgekeerd is de zwaartekracht op het oppervlak van de maan ongeveer 1/4 van die van de aarde, dus je gewicht is ongeveer 1/4, hoewel je massa (en de materiële hoeveelheid deeltjes in je lichaam) hetzelfde blijft.

Een ander voorbeeld waarbij de materiaalhoeveelheid constant kan zijn terwijl het gewicht fluctueert, is wanneer iets heel dichtbij de snelheid van het licht beweegt. Volgens de relativiteitstheorie van Einstein wordt het zwaarder wanneer iets extreem snel beweegt en de snelheid van het licht benadert. Dit is de reden waarom een ​​deeltje met niet-nul massa nooit met de snelheid van het licht kan bewegen - naarmate de snelheid toeneemt, neemt ook zijn massa toe, waardoor het moeilijker wordt om te versnellen. De energie-eisen om door te gaan met versnellen naar de snelheid van het licht zijn oneindig - groter dan de totale hoeveelheid energie in het universum.