Materie und Stoff

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Für das menschliche Auge wird ein physikalisches System vorrangig von seiner materiellen Form und Farbe bestimmt. Die Kenntnis seiner Masse bzw. seiner Masseverteilung erlaubt es, seine Bewegung im Raum zu beschreiben. Falls seine Form veränderlich ist bzw. in nicht-festen Aggregatszuständen vorliegt, benötigt man dafür weitere Informationen. Bis dahin steht nur die materielle Natur des Systems im Vordergrund

Sowie sich die Zusammensetzung des Systems durch chemische Umwandlung verändern kann, tritt die stoffliche Qualität des Systems hervor und muss auch die Stoffmenge als physikalische Größe einbezogen werden. Die unterschiedlichen Aspekte von Materie und Stoff fasst Tabelle (5.10) zusammen.

Bei Materie geht es also um ein (teilweise sogar „mit sich selbst identisch bleibendes“) Objekt in Raum und Zeit, bei Stoff am Ende nur um dessen chemische Zusammensetzung. Diese Aspekte vereinen sich in der gibbsschen Fundamentalform eines Systems, wo die Unterschiede im Inventar an Stoff und im Inventar an Impuls ohne dynamischen Bezug, sozusagen „auf Augenhöhe“ bilanziert werden.

Sowohl Materie als auch elektrische Ladung lassen sich dynamisch (d.h. im statischen Grenzfall) nachweisen, zum Beispiel mittels Gravitationswaage oder Elektroskop. Auch deshalb stellt man sich „Materie“ und „Ladung“ wie selbstverständlich als Objekte in Raum und Zeit vor. Stoff dagegen gibt sich erst durch einen Objektvergleich preis. Es ist „Physik pur“, wenn die Stoffmenge eines Systems aus ihrer Relation zu einem der enthaltenen Stoffquanten abgeleitet wird.

 

Aspekt

Definition

Modell

Materie

Objekt mit punktförmiger bzw. räumlich verteilter Ruhemasse

Bahnkurve bzw. Geschwindigkeitsfeld, Dichte, Temperatur

Stoff

Objekt mit veränderlicher chemischer Zusammensetzung

Gleichgewichtskonzentrationen, Reaktionsdynamik

Tabelle 5.10: Differenzierung zwischen materiellen und stofflichen Aspekten.