La quantità materiale ha a che fare con quanto di qualcosa c’è in un dato luogo. Colloquialmente, viene misurato usando libbre o chilogrammi, ma molti scienziati preferiscono la massa, che descrive più oggettivamente la quantità di materiale in un dato campione. Poiché la massa è solitamente correlata al peso nelle situazioni quotidiane, i chilogrammi vengono utilizzati anche per misurare la massa.
Quando i chimici si riferiscono alla quantità materiale delle particelle in un campione, usano spesso le moli, una quantità che si riferisce a circa 6 x 1023 unità di qualcosa, solitamente atomi o molecole. Il numero grande è noto come numero di Avogadro o costante di Avogodro, dal nome dello scienziato italiano Amedeo Avogadro, che si rese conto, all’inizio del XIX secolo, che il volume di un gas è proporzionale alla quantità materiale di particelle all’interno del gas. Il numero di Avogodro è definito come il numero di atomi in esattamente 12 grammi di carbonio.
Finché un sistema non perde o guadagna atomi, sia attraverso lo scambio con l’esterno che per fissione/fusione nucleare, mantiene la stessa quantità di quantità di materiale indefinitamente. C’è la possibilità che i protoni, che costituiscono il nucleo degli atomi, decadano spontaneamente dopo un periodo di tempo straordinariamente lungo, ma questo non è stato dimostrato e ci sono poche prove a suo favore.
La stessa quantità di materiale può avere un peso diverso a seconda di quale pianeta è vicino. Ad esempio, su Giove, avresti un peso decine di volte maggiore che sulla Terra, così estremo da spezzarti la spina dorsale. Al contrario, sulla superficie della Luna, la gravità è circa 1/4 di quella terrestre, quindi il tuo peso è di circa 1/4, anche se la tua massa (e la quantità materiale di particelle nel tuo corpo) rimane la stessa.
Un altro caso in cui la quantità di materiale può essere costante mentre il peso fluttua è quando qualcosa si muove molto vicino alla velocità della luce. Secondo la teoria della relatività di Einstein, quando qualcosa si muove estremamente velocemente, avvicinandosi alla velocità della luce, acquista peso. Questo è il motivo per cui una particella con massa diversa da zero non può mai muoversi alla velocità della luce: all’aumentare della sua velocità, aumenta anche la sua massa, rendendo così più difficile l’accelerazione. I requisiti energetici per continuare l’accelerazione alla velocità della luce sono infiniti, maggiori della quantità totale di energia nell’universo.