Σε προηγούμενα άρθρα έχουμε δει τι Κινητική ενέργεια και μηχανική ενέργεια. Σε αυτά τα άρθρα αναφέραμε τη θερμική ενέργεια ως μέρος της ενέργειας που επηρεάζει και κατέχει το εν λόγω σώμα. Θερμική ενέργεια Είναι η ενέργεια που έχουν όλα τα σωματίδια που αποτελούν ένα σώμα. Όταν η θερμοκρασία κυμαίνεται μεταξύ αύξησης και μείωσης, η δραστηριότητα του σώματος αυξάνεται. Αυτή η εσωτερική ενέργεια αυξάνεται καθώς η θερμοκρασία είναι υψηλότερη και μειώνεται όταν είναι χαμηλότερη.
Τώρα θα αναλύσουμε διεξοδικά αυτόν τον τύπο ενέργειας και θα συμπληρώσουμε περαιτέρω τις γνώσεις μας για τους διαφορετικούς τύπους ενέργειας που υπάρχουν. Θέλετε να μάθετε περισσότερα για αυτό; Διαβάστε και θα μάθετε.
Χαρακτηριστικά θερμικής ενέργειας
Είναι η ενέργεια που παρεμβαίνει στις διάφορες θερμιδικές διεργασίες που συμβαίνουν όταν σώματα διαφορετικών θερμοκρασιών έρχονται σε επαφή. Εφόσον τα σώματα διατηρούν τριβή μεταξύ τους, αυτή η ενέργεια θα μεταδίδεται από το ένα σώμα στο άλλο. Αυτό συμβαίνει, για παράδειγμα, όταν τοποθετούμε το χέρι μας σε μια επιφάνεια. Μετά από λίγο, η επιφάνεια θα έχει τη θερμοκρασία του χεριού, γιατί του το έχει δώσει.
Το κέρδος ή η απώλεια αυτής της εσωτερικής ενέργειας κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ονομάζεται θερμότητα. Η θερμική ενέργεια αποκτάται από διάφορα διαφορετικά μέσα. Επομένως, κάθε σώμα που έχει μια συγκεκριμένη θερμοκρασία έχει εσωτερική ενέργεια μέσα.
Παραδείγματα θερμικής ενέργειας
Ας δούμε με περισσότερες λεπτομέρειες ποιες είναι οι πηγές απόκτησης θερμικής ενέργειας:
- Φύση και ήλιος Είναι δύο πηγές ενέργειας που παρέχουν εσωτερική ενέργεια στους οργανισμούς. Για παράδειγμα, όταν ένα σίδερο εκτίθεται συνεχώς στον ήλιο, η θερμοκρασία του αυξάνεται επειδή απορροφά εσωτερική ενέργεια. Επιπλέον, το αστέρι king είναι το πιο καθαρό παράδειγμα θερμικής ενέργειας. Είναι η μεγαλύτερη γνωστή πηγή θερμικής ενέργειας. Τα ζώα που δεν μπορούν να ρυθμίσουν τη θερμοκρασία τους εκμεταλλεύονται αυτήν την πηγή ενέργειας για να το πράξουν.
- Βράζω νερό: Καθώς η θερμοκρασία του νερού αυξάνεται, η θερμική ενέργεια ολόκληρου του συστήματος αρχίζει να πολλαπλασιάζεται. Ήρθε η ώρα που η αύξηση της θερμοκρασίας στη θερμική ενέργεια αναγκάζει το νερό να αλλάξει μια φάση.
- Τζάκια: η ενέργεια που παράγεται στις καμινάδες προέρχεται από την αύξηση της θερμικής ενέργειας. Εδώ διατηρείται μια καύση οργανικής ύλης έτσι ώστε το σπίτι να διατηρείται ζεστό.
- Θερμάστρα: χρησιμεύει για την αύξηση της θερμοκρασίας του νερού με παρόμοιο τρόπο όπως όταν βράζουμε.
- Εξωθερμικές αντιδράσεις που συμβαίνουν μέσω της καύσης κάποιου καυσίμου.
- Πυρηνικές αντιδράσεις που γίνονται από πυρηνική διάσπαση. Εμφανίζεται επίσης όταν συμβαίνει με σύντηξη του πυρήνα. Όταν δύο άτομα έχουν παρόμοιο φορτίο ενώνονται μαζί για να έχουν βαρύτερο πυρήνα και κατά τη διάρκεια της διαδικασίας απελευθερώνουν μεγάλη ποσότητα ενέργειας.
- Το εφέ joule συμβαίνει όταν ένας αγωγός κυκλοφορεί ένα ηλεκτρικό ρεύμα και η κινητική ενέργεια που τα ηλεκτρόνια μετατρέπονται σε εσωτερική ενέργεια ως αποτέλεσμα συνεχών συγκρούσεων.
- Δύναμη τριβής Παράγει επίσης εσωτερική ενέργεια, καθώς υπάρχει επίσης ανταλλαγή ενέργειας μεταξύ δύο σωμάτων, είτε πρόκειται για φυσική είτε χημική διαδικασία.
Πώς παράγεται η θερμική ενέργεια;
Πρέπει να σκεφτούμε ότι η ενέργεια δεν δημιουργείται ούτε καταστρέφεται, αλλά μεταμορφώνεται μόνο. Η θερμική ενέργεια παράγεται με πολλούς τρόπους. Δημιουργείται από την κίνηση ατόμων και μορίων της ύλης σαν μια μορφή κινητικής ενέργειας που παράγεται από τυχαίες κινήσεις. Όταν ένα σύστημα έχει μεγαλύτερη ποσότητα θερμικής ενέργειας, τα άτομα του κινούνται γρηγορότερα.
Πώς χρησιμοποιείται η θερμική ενέργεια;
Η θερμική ενέργεια μπορεί να μετασχηματιστεί με θερμική μηχανή ή μηχανική εργασία. Μεταξύ των πιο κοινών παραδειγμάτων είναι ο κινητήρας ενός αυτοκινήτου, αεροπλάνου ή σκάφους. Η θερμική ενέργεια μπορεί να αξιοποιηθεί με πολλούς τρόπους. Ας δούμε ποια είναι τα κύρια:
- Σε εκείνα τα μέρη όπου απαιτείται θερμότητα. Για παράδειγμα, ως θέρμανση σε ένα σπίτι.
- Μετατροπή μηχανικής ενέργειας. Ένα παράδειγμα αυτού είναι οι κινητήρες καύσης στα αυτοκίνητα.
- Μετασχηματισμός ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό παράγεται σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς.
Εσωτερική μέτρηση ενέργειας
Η εσωτερική ενέργεια μετριέται σύμφωνα με Διεθνές Σύστημα Μονάδων σε Joules (J). Μπορεί επίσης να εκφραστεί σε θερμίδες (Cal) ή kilocalories (Kcal). Για να κατανοήσουμε καλά την εσωτερική ενέργεια, πρέπει να θυμόμαστε την αρχή της διατήρησης της ενέργειας. «Η ενέργεια δεν δημιουργείται ούτε καταστρέφεται, αλλάζει μόνο από το ένα στο άλλο». Αυτό σημαίνει ότι παρόλο που η ενέργεια μεταβάλλεται συνεχώς, είναι πάντα η ίδια ποσότητα.
Η κινητική ενέργεια που μεταφέρει ένα αυτοκίνητο όταν χτυπά ένα κτίριο πηγαίνει κατευθείαν στον τοίχο. Ως εκ τούτου, ως αποτέλεσμα, η εσωτερική του ενέργεια αυξάνεται και το αυτοκίνητο μειώνει την κινητική του ενέργεια.
Παραδείγματα θερμικής ενέργειας
Η θερμική ή θερμική ενέργεια είναι για παράδειγμα:
- Ζεστόαιμα ζώαΕ Για παράδειγμα, όταν νιώθουμε κρύο αγκαλιάζουμε τους άλλους. Έτσι σιγά σιγά νιώθουμε καλύτερα, αφού μας μεταφέρει τη θερμότητα του.
- Στο μέταλλο που εκτίθεται στον ήλιοΕ Το καλοκαίρι ειδικά καίγεται.
- Όταν βάζουμε ένα παγάκι σε ένα φλιτζάνι ζεστό νερό βλέπουμε ότι λιώνει επειδή η θερμότητα μεταφέρεται σε αυτό.
- Σόμπες, καλοριφέρ και σε οποιαδήποτε άλλη σύστημα θέρμανσης.
Συχνή σύγχυση
Είναι πολύ συνηθισμένο να συγχέουμε τη θερμική ενέργεια με τη θερμική ενέργεια. Χρησιμοποιείται συχνά ως συνώνυμα, παρόλο που δεν έχουν καμία σχέση με αυτό. Η θερμική ενέργεια επικεντρώνεται αποκλειστικά στην εκπομπή θερμότητας στα θερμιδικά της φαινόμενα. Επομένως, διακρίνεται από τη θερμική ενέργεια που είναι μόνο η θερμότητα.
Η ποσότητα θερμότητας σε ένα σώμα είναι το μέτρο της θερμικής ενέργειας, ενώ η θερμότητα που μπορεί να εκπέμπεται από το σώμα δείχνει ότι έχει μεγαλύτερη θερμική ενεργειακή ικανότητα. Η θερμοκρασία ενός σώματος μας δίνει την αίσθηση της θερμότητας και μπορεί να μας δώσει ένα σήμα που δείχνει την ποσότητα της θερμικής ενέργειας που έχει. Όπως είπαμε προηγουμένως, όσο περισσότερη θερμοκρασία έχει το σώμα, τόσο περισσότερη ενέργεια.
Η θερμότητα μπορεί να μεταδοθεί με πολλούς διαφορετικούς τρόπους. Ας τα αναθεωρήσουμε ένα προς ένα:
- Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία κυμάτων.
- Οδήγηση. Όταν η ενέργεια μεταδίδεται από ένα θερμότερο σώμα σε ένα ψυχρότερο σώμα, συμβαίνει αγωγιμότητα. Εάν τα σώματα είναι στην ίδια θερμοκρασία, δεν υπάρχει ανταλλαγή ενέργειας. Το γεγονός ότι τα δύο σώματα ισούνται με τη θερμοκρασία τους όταν έρχονται σε επαφή είναι μια άλλη αρχή της φυσικής που ονομάζεται θερμική ισορροπία. Για παράδειγμα, όταν αγγίζουμε ένα κρύο αντικείμενο με το χέρι, η θερμική ενέργεια μεταδίδεται στο αντικείμενο προκαλώντας την αίσθηση του κρύου στο χέρι μας.
- Μεταφορά. Αυτό συμβαίνει όταν τα θερμότερα μόρια μετασχηματίζονται από τη μία πλευρά στην άλλη. Λαμβάνει χώρα στη φύση συνεχώς στον άνεμο. Τα θερμότερα σωματίδια τείνουν να κινούνται όπου υπάρχει μικρότερη πυκνότητα.
Άλλες σχετικές ενέργειες
Η θερμική ενέργεια σχετίζεται με πολλές άλλες μορφές ενέργειας. Εδώ έχουμε μερικά από αυτά.
Θερμική ηλιακή ενέργεια
Είναι ένας τύπος ανανεώσιμης ενέργειας που αποτελείται από η μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε θερμότητα. Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται για τη θέρμανση νερού για διαφορετικές χρήσεις, όπως οικιακά ή νοσοκομεία. Λειτουργεί επίσης ως θέρμανση τις χειμερινές μέρες. Η πηγή είναι ο ήλιος και λαμβάνεται απευθείας.
Γεωθερμική ενέργεια
Η απόκτηση θερμικής ενέργειας προκαλεί περιβαλλοντικές επιπτώσεις λόγω στην απελευθέρωση διοξειδίου του άνθρακα και ραδιενεργών αποβλήτων. Ωστόσο, εάν χρησιμοποιείται ενέργεια από το εσωτερικό της γης. Είναι επίσης ένας τύπος ανανεώσιμων πηγών ενέργειας που δεν μολύνει ή προκαλεί ζημιά στο περιβάλλον.
Ηλεκτρική και χημική ενέργεια
Η θερμική ενέργεια μπορεί να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια. Για παράδειγμα, τα ορυκτά καύσιμα παράγουν ηλεκτρισμό καίγοντας και απελευθερώνοντάς το. Η ηλεκτρική ενέργεια δίνεται ως αποτέλεσμα μιας πιθανής διαφοράς μεταξύ δύο σημείων και επιτρέπει τη δημιουργία ηλεκτρικού ρεύματος μεταξύ των δύο όταν έρχονται σε επαφή με έναν ηλεκτρικό αγωγό. Ο αγωγός μπορεί να είναι μέταλλο.
Η θερμική ενέργεια είναι ένας τύπος ενέργειας που απελευθερώνεται με τη μορφή θερμότητας λόγω της επαφής ενός σώματος υψηλότερης θερμοκρασίας με χαμηλότερη θερμοκρασία, καθώς και μπορεί να ληφθεί με διαφορετικές καταστάσεις ή μέσα όπως αναφέρθηκε προηγουμένως. Χημική ενέργεια είναι αυτός που έχει χημικό δεσμό, δηλαδή, είναι μια ενέργεια που παράγεται αποκλειστικά από χημικές αντιδράσεις.
Με αυτές τις πληροφορίες θα μπορείτε να κατανοήσετε καλύτερα τη θερμική ενέργεια.