Маса: цікаві факти

У кого маса більше – у чайника з гарячою водою або з такою ж кількістю холодної, у нерухомого маховика або рухомого?

Так, маса гарячого чайника більше холодного. Так, маса обертового маховика з накопиченої в ньому енергією більше нерухомого. Тому що додаткова маса – це … енергія, укладена в гарячому чайнику і обертається маховику! Скільки ж важить енергія? Якщо розігнати ракету до швидкості 10 км / с, то надбавка в масі буде приблизно на десять порядків менше ніж маса тіла в спокої. Так ракету в польоті і не зважиш! Можна зважити обертається маховик, але він здатний мати окружну швидкість, лише раз в 10 меншу, ніж ракета, і додаткова маса буде непомітна навіть для самих чутливих терезів.

Так, маса гарячого чайника більше холодного. Так, маса обертового маховика з накопиченої в ньому енергією більше нерухомого

Але все змінюється, якщо тіло розігнано до великих, близьких до світла, швидкостей. Електрон, наприклад, можна розігнати до швидкості, яка лише на 35-40 км / с менше швидкості світла; маса електрона при цьому зростає в 2000 разів і стає навіть більше ніж нерухомого протона. Але до швидкості світла ніяке тіло не можна розігнати, тому що для цього буде потрібно нескінченно велика енергія, та й саме тіло “вбере” в себе масу всього Всесвіту, тобто маса тіла стане нескінченно великою! Тому і не можна реально це зробити.

Тільки фотон, може мчати зі швидкістю світла. І то тому, що в спокої фотон нічого не важить, так як маса спокою його дорівнює нулю. А ось маса розігнаного фотона цілком конкретна. Вона, правда, дуже мала. Так, наприклад, енергія фотона зеленого світла 4х10-19 Дж, і це відповідає масі всього в 4,4х10-36 кг! Маса цього фотона майже в 200000 разів менше, ніж в електрона! Правда, зі зменшенням довжини хвилі маса фотона зростає, і у гамма-променів вона може наблизитися до маси електрона, але все одно це дуже мало!

До слова, не дивлячись на те, що така маса і енергія незначна, людина здатна сприймати вже кілька, всього 3 – 4 кванта, або фотона світла! Гордість бере за наш зір!

Ну а скільки енергії містить маса 1 кг? Це дуже легко вирахувати за формулою Ейнштейна:

E = mc²,

де m – маса енергії, кг; с – швидкість світла у вакуумі, або 3×108 м / с.

Разом виходить, що енергія, маса якої 1 кг, еквівалентна 9х1016 Дж. Багато це чи мало?

Якщо 1 кг бензину, згораючи в 15 кг повітря, виділяє 46,1х106 Дж, то 1 кг чистої енергії відповідає приблизно 32000000 т бензоповітряної суміші! Вражає, чи не так? Така енергія, якщо підірвати цю суміш, може стерти з лиця землі великий мегаполіс. Ось за скільки кіло енергії!

Як же її виділити? Теоретично дуже просто: потрібно щоб з’єдналася відповідна маса частинок з відповідною масою античастинок, наприклад, електронів з позитронами або протонів з антипротонами. Можна навіть з’єднати атоми речовини з атомами антиречовини і отримати аннигиляцию. Але, отримати античастинки або антиматерію, хоча і можна, але дуже складно і дорого.

...
ПОДІЛИТИСЯ: