Aikaisemmissa artikkeleissa olemme nähneet mitä Kineettinen energia ja mekaaninen energia. Näissä artikkeleissa mainitsimme lämpöenergian osana energiaa, joka vaikuttaa ja hallitsee kyseistä kehoa. Lämpöenergia Se on energia, joka kaikilla ruumiin muodostavilla hiukkasilla on. Kun lämpötila vaihtelee nousun ja laskun välillä, kehon aktiivisuus kasvaa. Tämä sisäinen energia kasvaa, kun lämpötila on korkeampi, ja laskee, kun se on alhaisempi.
Nyt aiomme analysoida perusteellisesti tämän tyyppistä energiaa ja täydentää edelleen tietämystämme olemassa olevista eri energialajeista. Haluatko oppia lisää siitä? Lue ja saat selville.
Lämpöenergian ominaisuudet
Energia, joka häiritsee erilaisia lämpöprosesseja, joita tapahtuu, kun eri lämpötilojen kappaleet joutuvat kosketuksiin. Niin kauan kuin elimet ylläpitävät kitkaa niiden välillä, tämä energia siirtyy kehosta toiseen. Näin tapahtuu esimerkiksi silloin, kun asetamme kätemme pinnalle. Hetken päästä, pinnalla on käden lämpötila, koska hän on antanut sen hänelle.
Tämän sisäisen energian voitto tai menetys prosessin aikana sitä kutsutaan lämmöksi. Lämpöenergia saadaan monista eri tavoista. Siksi jokaisella keholla, jolla on tietty lämpötila, on sisäinen energia.
Esimerkkejä lämpöenergiasta
Tarkastellaan lähemmin lämpöenergian hankinnan lähteitä:
- Luonto ja aurinko Ne ovat kaksi energialähdettä, jotka tuottavat kehoille sisäistä energiaa. Esimerkiksi kun rauta on jatkuvasti alttiina auringolle, sen lämpötila nousee, koska se absorboi sisäistä energiaa. Lisäksi tähtikuningas on selkein esimerkki lämpöenergiasta. Se on suurin tunnettu lämpöenergian lähde. Eläimet, jotka eivät pysty säätelemään lämpötilaa, hyödyntävät tätä energialähdettä.
- Kiehuva vesi: Veden lämpötilan noustessa koko järjestelmän lämpöenergia alkaa lisääntyä. Tuli aika, jolloin lämpöenergian lämpötilan nousu pakottaa veden vaihemuutokseen.
- Takat: savupiipuissa tuotettu energia tulee lämpöenergian lisääntymisestä. Täällä ylläpidetään orgaanisen aineen palamista, jotta koti voidaan pitää lämpimänä.
- Lämmitin: palvelee veden lämpötilan nousua samalla tavalla kuin kiehumisessa.
- Eksotermiset reaktiot joita tapahtuu polttoaineen polttamisen yhteydessä.
- Ydinreaktiot joita tapahtuu ydinfissio. Se tapahtuu myös silloin, kun se tapahtuu ytimen fuusion avulla. Kun kahdella atomilla on samanlainen varaus, ne yhdistyvät toisiinsa saadakseen raskaamman ytimen ja prosessin aikana ne vapauttavat suuren määrän energiaa.
- Joule-vaikutus tapahtuu, kun johdin kiertää sähkövirtaa ja elektronien kineettinen energia muuttuu sisäiseksi energiaksi jatkuvien törmäysten seurauksena.
- Kitkavoima Se tuottaa myös sisäistä energiaa, koska kahden kehon välillä on myös energianvaihto, olipa kyse fysikaalisesta tai kemiallisesta prosessista.
Kuinka lämpöenergiaa tuotetaan?
Meidän on ajatteltava, että energiaa ei luoda eikä tuhota, vaan vain muutetaan. Lämpöenergiaa tuotetaan monin tavoin. Se syntyy atomien ja aineen molekyylien liikkumisesta kuin kineettisen energian muoto, joka syntyy satunnaisilla liikkeillä. Kun järjestelmässä on suurempi määrä lämpöenergiaa, sen atomit liikkuvat nopeammin.
Kuinka lämpöenergiaa käytetään?
Lämpöenergia voidaan muuntaa lämpökoneella tai mekaanisella työllä. Yleisimpiä esimerkkejä on auton, lentokoneen tai veneen moottori. Lämpöenergiaa voidaan hyödyntää monin tavoin. Katsotaanpa, mitkä ovat tärkeimmät:
- Niissä paikoissa, joissa tarvitaan lämpöä. Esimerkiksi lämmityksenä kodissa.
- Mekaanisen energian muuntaminen. Esimerkki tästä ovat autojen polttomoottorit.
- Sähköenergian muunnos. Tämä syntyy lämpövoimaloissa.
Sisäinen energiamittaus
Sisäinen energia mitataan Kansainvälinen mittayksikköjouleina (J). Se voidaan myös ilmaista kaloreina (Cal) tai kilokaloreina (Kcal). Jotta ymmärtäisimme sisäisen energian hyvin, meidän on muistettava energian säästämisen periaate. "Energiaa ei luoda eikä tuhota, se muuttuu vain yhdestä toiseen." Tämä tarkoittaa, että vaikka energia muuttuu jatkuvasti, sitä on aina sama määrä.
Kineettinen energia, jonka auto kuljettaa osuessaan rakennukseen, menee suoraan seinälle. Siksi sen sisäinen energia kasvaa ja auto vähentää kineettistä energiaansa.
Esimerkkejä lämpöenergiasta
Lämpö tai lämpöenergia on esimerkiksi:
- Lämminveriset eläimet. Esimerkiksi kun tunnemme kylmää, halaamme muita. Pikkuhiljaa tunnemme olomme paremmaksi, koska se siirtää lämpöä meille.
- Metallille, joka on alttiina auringolle. Varsinkin kesällä se palaa.
- Kun laitamme jääpalan kuppiin kuumaa vettä, huomaamme, että se sulaa, koska lämpö johdetaan siihen.
- Uunit, lämpöpatterit ja muut lämmitysjärjestelmä.
Usein sekavuus
On hyvin yleistä sekoittaa lämpöenergia lämpöenergiaan. Sitä käytetään usein laajalti synonyymeinä, vaikka niillä ei ole mitään tekemistä sen kanssa. Lämpöenergia keskittyy yksinomaan lämpöilmaisuun sen kalorien yhteydessä. Siksi se erotetaan lämpöenergiasta, joka on vain lämpöä.
Lämmön määrä kehossa on lämpöenergian mitta, kun taas kehosta lähtevä lämpö osoittaa, että sillä on suurempi lämpöenergiakapasiteetti. Kehon lämpötila antaa meille lämmön tunteen ja voi antaa meille signaalin, joka osoittaa sen lämpöenergian määrän. Kuten aiemmin sanoimme, mitä enemmän lämpötilaa keholla on, sitä enemmän energiaa.
Lämpöä voidaan siirtää monella eri tavalla. Tarkastellaan ne yksitellen:
- Sähkömagneettinen aaltosäteily.
- Ajo. Kun energia siirtyy lämpimästä kehosta viileämpään, tapahtuu johtuminen. Jos elimet ovat samassa lämpötilassa, ei tapahdu energianvaihtoa. Se, että nämä kaksi elintä vastaavat lämpötilaa kosketuksissaan, on toinen fysiikan periaate, jota kutsutaan termiseksi tasapainoksi. Esimerkiksi kun kosketamme kylmää esinettä kädellä, lämpöenergia siirtyy esineelle aiheuttaen kylmän tunteen kädessämme.
- konvektio. Tämä tapahtuu, kun kuumimmat molekyylit muuttuvat puolelta toiselle. Se tapahtuu luonnossa jatkuvasti tuulessa. Kuumimmat hiukkaset pyrkivät liikkumaan siellä, missä tiheyttä on vähemmän.
Muut siihen liittyvät energiat
Lämpöenergia liittyy moniin muihin energiamuotoihin. Täällä meillä on joitain niistä.
Lämpö aurinkoenergiaa
Se on eräänlainen uusiutuva energia, joka koostuu aurinkoenergian muuttuminen lämmöksi. Tätä energiaa käytetään veden lämmittämiseen eri käyttötarkoituksiin, kuten kotitalouksissa tai sairaaloissa. Se toimii myös lämmityksenä talvipäivinä. Lähde on aurinko ja se vastaanotetaan suoraan.
Geoterminen energia
Lämpöenergian saaminen aiheuttaa ympäristövaikutuksia hiilidioksidin ja radioaktiivisen jätteen päästöihin. Kuitenkin, jos käytetään energiaa maan sisäpuolelta. Se on myös eräänlainen uusiutuva energia, joka ei saastuta eikä aiheuta vahinkoa ympäristölle.
Sähköinen ja kemiallinen energia
Lämpöenergia voidaan muuntaa sähköenergiaksi. Esimerkiksi fossiiliset polttoaineet tuottavat sähköä polttamalla ja vapauttamalla sitä. Sähköenergia saadaan kahden pisteen välisen potentiaalieron tuloksena ja sen avulla voidaan luoda sähkövirta näiden kahden välille, kun ne joutuvat kosketuksiin sähköjohtimen kanssa. Johdin voi olla metalli.
Lämpöenergia on eräänlaista energiaa, joka vapautuu lämmön muodossa korkeamman lämpötilan ruumiin kosketuksesta toiseen matalamman lämpötilan kanssa, samoin kuin se voidaan saada erilaisissa tilanteissa tai keinoilla, kuten aiemmin mainittiin. Kemiallinen energia on kemiallinen sidoseli se on energiaa, joka tuotetaan yksinomaan kemiallisilla reaktioilla.
Tämän tiedon avulla voit ymmärtää paremmin lämpöenergiaa.