Divulgación calor vs masa

[Dramey]

Hola. Estoy leyendo "biografía de la física" de Gamow y afirma que "un litro de agua a 100 ºC pesa $10^{-20}$ g más que la misma cantidad de agua fría" ya que tiene más energía, según la fórmula $E=mc^{2}$ ¿Hay pruebas experimentales que cualquier energía interna del sistema aumenta la masa según dicha equivalencia? ¿alguna implicación se rompería si esto no fuese cierto? ¿es un truco típico de un libro de divulgación?

[chap]

Re: calor vs masa

Hola Dramey. Ignoro la respuesta pero me gustó tu pregunta y me sumo a ella. ¿Podremos averiguar algo serio respecto a eso? Espero que sí. Mi mejor saludo.

[pod]

Re: calor vs masa

¿Lo pone tal cual? Un suspenso para Gamow, los gramos no son una unidad de peso

Estamos como siempre en eso de la nomenclatura "antigua" y la "nueva". Según la nueva: sí, pesa más (lo que gravita es toda la energía, no sólo la masa), pero tiene la misma masa.

Y sobre lo de la demostración experimental, pues no lo se, lo dudo es un efecto muy pequeñico. Pero creo que este tipo de efectos se tienen en cuenta en física estelar, por ejemplo.

[Dramey]

Re: calor vs masa

Si, lo pone tal cual, al menos en la traducción al castellano...igual no ha sido él si no el traductor...a ver si me aclaro: la masa "nueva" es la masa en reposo. ¿la masa antigua era todo lo que gravitaba?

[pod]

Re: calor vs masa

Si, lo pone tal cual, al menos en la traducción al castellano...igual no ha sido él si no el traductor...a ver si me aclaro: la masa "nueva" es la masa en reposo. ¿la masa antigua era todo lo que gravitaba?

Aha.

Pero vaya ganas de marear la perdiz. La masa es la masa

[ignorante]

Re: calor vs masa

Hola amigos. En un hilo anterior planteé una duda muy similar a la de Dramey:

http://forum.lawebdefisica.com/showthread.php?t=7196

En dicho hilo comprendí (gracias principalmente a la ayuda de pod) que la masa de un sistema no se incrementa por su aumento de energía, sino que siempre es constante ("masa en reposo"). Es decir, el "incremento de masa" de acuerdo a la ecuación de Einstein E=mc2, es parte de una interpretación antigua y actualmente descartada (al menos por la mayoría de los físicos actuales, creo). Sin embargo, ahora con este nuevo hilo me surge una nueva duda: ¿Qué acaso no se ha comprobado experimentalmente el incremento de masa de las partículas subatómicas cuando se aceleran a velocidades cercanas a las de la luz? Gracias por sus respuestas.

[carroza]

Re: calor vs masa

Hola. Estoy leyendo "biografía de la física" de Gamow y afirma que "un litro de agua a 100 ºC pesa $10^{-20}$ g más que la misma cantidad de agua fría" ya que tiene más energía, según la fórmula $E=mc^{2}$ ¿Hay pruebas experimentales que cualquier energía interna del sistema aumenta la masa según dicha equivalencia? ¿alguna implicación se rompería si esto no fuese cierto? ¿es un truco típico de un libro de divulgación?

Hola.

La frase que mencionas parece un poco desafortunada. Un litro de agua a 100 grados tiene menos masa que un litro de agua fría. Eso no se debe a ningún efecto relativista sino a que la densidad del agua a 100 grados es más pequeña que a cero grados.

La otra frase que podríamos poner "un kg de agua a 100 grados pesa más que un kg de agua fria" es obviamente falsa. Equivale a preguntar si pesa más un kg de hierro o un kg de paja.

La frase correcta, aunque con poco gancho divulgativo, es: Qué pesa más, un mol de agua a 100 grados o un mol de agua fría. La respuesta es un mol de agua a 100 grados, y el peso extra, como bien menciona Pod, es una magnitud con dimensiones de fuerza, cuyo valor es la energía térmica, dividida por c^2, y multiplicada por g.

Creo que está bien demostrado que la energía cinética cumple las expresiones relativistas. La masa inercial (por ejemplo, la que aparece al ver la curvatura de una partícula en un campo electromagnético) aumenta con la energía cinética.

Como se conserva la energía, la energía cinética puede convertirse en otros tipos de energía. Si la energía cinética diera lugar a un aumento de masa, y otros tipos de energía no lo dieran, entonces la conservación de la energía en un sistema de referencia no implicaría conservación de la energía en otros sistemas de referencia. Así que adiós a la conservación de la energía, o adiós a la relatividad.

[Dramey]

Re: calor vs masa

Hola.

La frase que mencionas parece un poco desafortunada. Un litro de agua a 100 grados tiene menos masa que un litro de agua fría. Eso no se debe a ningún efecto relativista sino a que la densidad del agua a 100 grados es más pequeña que a cero grados.

La otra frase que podríamos poner "un kg de agua a 100 grados pesa más que un kg de agua fria" es obviamente falsa. Equivale a preguntar si pesa más un kg de hierro o un kg de paja.

La frase correcta, aunque con poco gancho divulgativo, es: Qué pesa más, un mol de agua a 100 grados o un mol de agua fría. La respuesta es un mol de agua a 100 grados, y el peso extra, como bien menciona Pod, es una magnitud con dimensiones de fuerza, cuyo valor es la energía térmica, dividida por c^2, y multiplicada por g.

Creo que está bien demostrado que la energía cinética cumple las expresiones relativistas. La masa inercial (por ejemplo, la que aparece al ver la curvatura de una partícula en un campo electromagnético) aumenta con la energía cinética.

Como se conserva la energía, la energía cinética puede convertirse en otros tipos de energía. Si la energía cinética diera lugar a un aumento de masa, y otros tipos de energía no lo dieran, entonces la conservación de la energía en un sistema de referencia no implicaría conservación de la energía en otros sistemas de referencia. Así que adiós a la conservación de la energía, o adiós a la relatividad.

Yo creo que la frase que dice Gamow es correcta (si quitamos la unidad) ya que primero habla de "un litro" y luego dice "esa misma cantidad de agua", no menciona el litro más. Muy buena idea lo de la conservación de la energía con la relatividad, no se me había ocurrido.

[pod]

Re: calor vs masa

Creo que está bien demostrado que la energía cinética cumple las expresiones relativistas. La masa inercial (por ejemplo, la que aparece al ver la curvatura de una partícula en un campo electromagnético) aumenta con la energía cinética.

Como se conserva la energía, la energía cinética puede convertirse en otros tipos de energía. Si la energía cinética diera lugar a un aumento de masa, y otros tipos de energía no lo dieran, entonces la conservación de la energía en un sistema de referencia no implicaría conservación de la energía en otros sistemas de referencia. Así que adiós a la conservación de la energía, o adiós a la relatividad.

Este es un razonamiento circular. Lo que llamas "masa inercial" es la energía total. Así que es obvio que cualquier forma de energía la hará aumentar.

En cambio, la masa sin apellidos (o con el apellido "en reposo", si nos apetece ser vetustos ) no es la energía total, sino la "energía de formación", y por lo tanto la energía cinética no la hace aumentar. Ni ningún otro tipo de energía que adquiera el objeto una vez formado.

Lo que importa, en cualquier caso, es que los observables vayan igual sea cual sea la interpretación que uno cosa. En el ejemplo de Gamow, el observable sería el peso, y estamos de acuerdos que aumenta.

[ignorante]

Re: calor vs masa

lo que gravita es toda la energía, no sólo la masa

Hola pod, una duda: ¿"gravitar" es lo mismo que "pesar"?

[pod]

Re: calor vs masa

Hola pod, una duda: ¿"gravitar" es lo mismo que "pesar"?

Sí, más o menos. Lo que ocurre es que "pesar" suena más a tener un cuerpo grandote (como la tierra) y ver como su gravedad afecta a los demás. Gravitar, en cambio, es general.

[ignorante]

Re: calor vs masa

Entonces pod, ¿la energía pesa aunque no tenga masa?

[pod]

Re: calor vs masa

Entonces pod, ¿la energía pesa aunque no tenga masa?

Sí, un ejemplo: la desviación de la luz al pasar por las cercanías de objetos muy grandes, observada experimentalmente en la década de 1910 por Eddington. Hoy en día ese mismo fenómeno se observa a escala mucho más grande en las llamadas lentes gravitatorias.

[ignorante]

Re: calor vs masa

Gracias pod. Ahora permíteme reincidir en una duda que ya había planteado más arriba: ¿Qué acaso no se ha comprobado experimentalmente el incremento de masa de las partículas subatómicas cuando se aceleran a velocidades cercanas a las de la luz? (¿O más bien será el incremento de peso?). Gracias por sus respuestas.

[pod]

Re: calor vs masa

Gracias pod. Ahora permíteme reincidir en una duda que ya había planteado más arriba: ¿Qué acaso no se ha comprobado experimentalmente el incremento de masa de las partículas subatómicas cuando se aceleran a velocidades cercanas a las de la luz? (¿O más bien será el incremento de peso?). Gracias por sus respuestas.

Los efectos relativistas se tienen en cuenta de forma rutinaria en todos los experimentos de aceleración de partículas de los últimos probablemente más de 30 años, sí. Está muy bien comprobado de forma experimental. Otra cosa es que no nos pongamos de acuerdos en cómo llamarlos