L’energia – Parte 2: Il principio di equivalenza massa-energia

Home > Scuola > Teoria > L’energia – Parte 2: il principio di equivalenza massa-energia

Agli inizi del 1900 il fisico svizzero Albert Einstein pubblicò una serie di lavori importantissimi per la scienza, che davano nuove conoscenze sullo spazio, sul tempo e sull’energia. Proprio a proposito dell’energia egli formulò la seguente, importantissima relazione:

In questa relazione m indica la massa (e quindi l’unità di misura sarà il kilogrammo), c indica la velocità della luce (300000000 m/s) ed E indica l’energia (quindi l’unità di misura sarà il Joule). Questa relazione ci dice che massa ed energia non sono in realtà due grandezze fisiche distinte, possiamo invece arrivare a dire che esse sono due forme interscambiabili! Gli scienziati hanno osservato molte situazioni in cui una certa quantità di energia si converte in massa, come è provato da alcuni strumenti scientifici che riescono a “fotografare” questi eventi.

Camera a bolle — Questa fotografia ottenuta con uno strumento scientifico chiamato “camera a bolle” ha immortalato il momento in cui un raggio di luce molto energetico si è trasformato in due particelle dotate di massa. Sfortunatamente lo strumento non poteva fotografare il raggio di luce per cui si vedono solo le due particelle che sono state generate in questo evento, il punto in cui si sono generate, le loro due successive traiettorie e la scia di un’altra particella scaraventata lontano in seguito a successivi avvenimenti.

Gli scienziati sono anche riusciti a fotografare momenti in cui una certa quantità di massa si converte in energia. Il Sole converte ogni secondo 4,3 milioni di tonnellate in energia! Anche in una normale reazione di combustione l’energia liberata dalla reazione deriva da una piccola quantità di massa che si è convertita, ma gli scienziati non lo avevano scoperto perché la perdita di massa era troppo piccola per poter essere misurata. La formula di Einstein non solo ci dice che teoricamente possiamo convertire una certa quantità di energia in massa o una certa quantità di massa in energia, ma ci dice anche che per avere una piccola quantità di massa è necessaria una grandissima quantità di energia, se invece potessimo convertire anche solo una piccola quantità di massa potremmo ottenere una grandissima quantità di energia. Se consideriamo che in Italia nel 2016 sono stati consumati 6,5∙10¹⁸ J, inserendo questo valore nella formula di Einstein otteniamo che questi corrispondono a circa 72 kg di massa!

Tecnologia dell’energia: L’energia – Parte 1: Definizione; L’energia – Parte 2: Il principio di equivalenza massa-energia; Statistiche dell’energia; L’energia chimica; L’energia nucleare; L’energia elettrica; L’energia meccanica; L’energia – Parte 3: Il primo principio della termodinamica; Il generatore elettrochimico; Il generatore elettromeccanico; Circuito elettrico; Intensità di corrente elettrica; Tensione elettrica; Resistenza elettrica; La prima legge di Ohm; Il telegrafo; 2022 Piano nazionale di contenimento dei consumi di gas naturale; Record di efficienza energetica di un veicolo; Teoria