Equivalencia entre masa y energía
La materia está compuesta por átomos y lo que los compone. La materia tiene masa
intrínseca o masa en reposo. En el rango limitado de la experiencia reconocida del siglo XIX
se encontró que dicha masa en reposo se conserva. La teoría de la relatividad especial de
Einstein de 1905 demostró que la masa en reposo corresponde a una cantidad equivalente
de energía en reposo. Esto significa que la masa en reposo puede convertirse en o desde
cantidades equivalentes de formas de energía (no material), por ejemplo, energía cinética,
energía potencial y energía electromagnética radiante. Cuando esto ocurre, como se
reconoce en la experiencia del siglo XX, la masa en reposo no se conserva, a diferencia de
la masa total o la energía total. Todas las formas de energía contribuyen a la masa total y a
la energía total.
Por ejemplo, un electrón y un positrón tienen cada uno masa en reposo. Pueden perecer
juntos, convirtiendo su energía de reposo combinada en fotones que tienen energía
electromagnética radiante, pero no masa de reposo. Si esto ocurre dentro de un sistema
aislado que no libera los fotones o su energía en el entorno externo, entonces ni la masa
total ni la energía total del sistema cambiarán. La energía electromagnética radiante
producida contribuye tanto a la inercia (y a cualquier peso) del sistema como lo hacía la
masa en reposo del electrón y del positrón antes de su desaparición. Del mismo modo, las
formas no materiales de energía pueden perecer en la materia, que tiene masa en reposo.
Por lo tanto, la conservación de la energía (total, incluyendo la energía material o en
reposo), y la conservación de la masa (total, no solo en reposo), siguen siendo leyes
(equivalentes). En el siglo XVIII aparecían como dos leyes aparentemente distintas.
Aquí tienes una imagen sobre la equivalencia y su fórmula:
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Aquí tienes un vídeo explicativo:
Tabla equivalencias energéticas:
1 gramo de hidratos de carbono carbono | 4 kilocalorías |
1 gramo de lípidos | 9 kilocalorías |