Lämpöenergian ominaisuudet, hankkiminen, siirto

Se lämpöenergia o Kehon lämpöenergia on sen lämpötilaan liittyvä sisäinen energia, joten se ilmenee lämpömuodossa. Lämpöenergian kokeilu on hyvin yksinkertaista: se riittää hieroa käsiäsi kitkan aiheuttaman lämmön havaitsemiseksi.

Lämpöenergian alkuperä on toisaalta hiukkasten jatkuvassa liikkeessä molekyylitasolla, mikä antaa heille kineettisen energian, joka on liikkeeseen liittyvä energia.

Lämpöenergian siirtämismenetelmä

Toisaalta hiukkasilla on ominaisuus, jota kutsu. Tämä vaikutus kehon lämpöenergiaan on potentiaalista energiaa.

On välttämätöntä korostaa, että lämpöenergia ei ole uusi energiamuoto, vaan tapa viitata erittäin suuren hiukkasjärjestelmän kineettisten ja potentiaalisten energioiden summaan. Tämän energian mitta on lämpötila, mitä korkeampi lämpötila on, sitä enemmän lämpö- tai lämpöenergiaa se.

[TOC]

Lämpöenergian ominaisuudet

Keittämiseksi on tarpeen siirtää lämpöenergiaa ruokaan

Järjestelmän lämpöenergialle on ominaista:

-On samat yksiköt kuin työllä ja mikä tahansa muu energiamuoto.

-Siirrä helposti materiaalista toiseen tietyillä alla kuvatuilla perusmekanismeilla.

-Vaihteli kahdella tavalla: ensimmäinen energian vaihtaminen ympäristön kanssa, joka tässä tapauksessa puhutaan siirrosta, ja toinen tekee jonkin verran työtä järjestelmän parissa, joka lisää tai vähentää energiaa.

Yksiköt ja kaavat

Kansainvälisen järjestelmän lämpöenergiayksikkö on joule, Lyhennetty J, englantilaisen fyysikon James Prescott Joulen kunniaksi. Lämpöenergian suhteen yleinen käyttöyksikkö on kuitenkin kalori.

Joulen suhteen lämpökemiallinen kalori vastaa 4.1840 J ja kilocaloria edustaa 1000 kaloria.

Voi palvella sinua: Millikan -kokeilu: Menettely, selitys, merkitys

Lämpöenergia on verrannollinen kehon lämpötilaan. Joo JA_c Se on kineettinen energia ja T Lämpötila, suhteellisuusvakio on k -k -_{B -} Tai Boltzmann -vakio, hiukkasen keskimääräinen kineettinen energia jokaiselle vapausasteella annetaan seuraavalla yhtälöllä:

JA_c = ½ k_{B -}∙ T

Esimerkiksi monooatoinen kaasumolekyyli, kuten helium tai argoni, voi liikkua missä tahansa huoneen sisällä, silloin siinä on 3 vapausastetta ja sen translaation kineettinen energia vastaa 3 kertaa edellisen yhtälön:

JA_c = 3/2 ∙ K_{B -}∙ T

Kansainvälisissä järjestelmäyksiköissä Boltzmannin vakio on 1 arvoinen.380649 × 10²³ J/k.

Olettaen, että kaasumolekyylit ovat vuorovaikutuksessa hyvin vähän keskenään (ihanteellinen kaasu) ja että niillä on vain translaation liike, sisäinen energia tai vastaavat kineettistä energiaa JA_c.

Kun muut panokset otetaan huomioon esimerkiksi kiertoliikkeinä, e = ½ k ∙ t lisätään jokaiselle liikkumismahdollisuudelle.

Missä lämpöenergia saadaan?

Kun kaksi erilaista lämpötilaa koskevaa runkoa saavat yhteyttä, energia virtaa spontaanisti kuumimmasta kylmimpiin, kunnes lämpötasapaino saavutetaan ja lämpötilat tasoitetaan.

Kerran lämpötasapainossa sen ympäristössä, runko imee niin paljon lämpöenergiaa kuin se emittoi.

Usein nämä muutokset tuottavat muutoksia. Esimerkiksi lämmittäessäsi suurin osa aineista laajenee ja jäähdytettäessä ne supistuvat. Tilamuutokset voivat myös tapahtua, kuten kiinteä neste tai kärsivät kemiallisista muunnoksista.

Hanki lämpöenergia on mahdollista eri reittien kautta. Maapallon kannalta ensisijainen lähde on aurinko, mutta itse maa tuottaa lämpöä yksinään joidenkin epävakaiden elementtien radioaktiivisen rappeutumisen kautta.

Voi palvella sinua: Schrödinger Atomic -malli

Kemialliset reaktiot ja sähkö myös tuottavat lämpöenergiaa, jota voidaan hyödyntää.

Aurinkoenergia

Useimpien tähtien ytimessä vety -sulakkeet, maailmankaikkeuden yksinkertaisin ja runsas elementti, tuottamaan helium, seuraava monimutkaisempi elementti vedyn jälkeen. Tämä ydinfuusioprosessi, joka tapahtuu jatkuvasti auringon sisällä, vapauttaa suuria määriä energiaa, jotka saavuttavat maan valon ja lämmön muodossa.

Palaminen

Poltto on kemiallinen reaktio, joka vapauttaa lämpöä nopeasti. Se tapahtuu aina hapen läsnä ollessa ja vaatii palavaa materiaalia, kuten puuta, hiiltä tai bensiiniä. Niissä vaihdetaan elektroneja, joissa happi vie ne polttoaineesta, vapauttaen valon ja lämmön prosessissa.

Hieroa

Alusta koskevassa esimerkissä, kun kädet hierovat, kun se on kylmä, lohduttava lämmön tunne tuntuu. Näin toimiessaan kineettinen kitka lisää hiukkasten energiaa ihon pinnalla ja lisää siksi lämpöenergiaa.

Sama tapahtuu, kun työnnät kirjaa pöydälle ja yleensä aina, kun kosketuksessa tapahtuu pintojen suhteellinen liike. Mikroskooppisella tasolla kahden pinnan hiukkaset kokevat niiden kineettisen energian lisääntymisen, mikä tarkoittaa lämpötilan nousua, joka voidaan havaita yksinkertaisesti koskettamalla pintoja.

Ohittamalla sähkövirta

Materiaalit lämmitetään sähkövirran kulkemiseen, joten sähkölaitteiden kaapelit, kun ne on kytketty laukaukseen, tuntuvat kuumalta koskettaessa muovisia päällysteitä. Tätä lämpenemistä kutsutaan Joule -vaikutus.

Radioaktiivisen rappeutumisen

Maan sisällä on epävakaita elementtejä, jotka luonnollisesti heikkenevät, ts. Ne karkottavat ytimensä hiukkaset muuttumaan muiksi vakaammiksi elementeiksi. Tähän prosessiin liittyy lämpöenergiapäästö, joka lämmittää planeetan sisätiloja.

Voi palvella sinua: potentiaalinen energia: ominaisuudet, tyypit, laskelmat ja esimerkit

Lämpöenergian siirto

Lämpöenergian siirtämiseen on kolme perusmekanismia, toisin sanoen lämmön siirtämiseksi kehosta toiseen: johtavuus, konvektio ja säteily.

Ajo

Lämmönjohtavuus

Se esiintyy mieluiten kiinteissä materiaaleissa, joiden hiukkaset törmäävät toisiinsa ilman näitä syrjäyttäviä. Metallit ovat hyviä lämpöjohtimia ilmaisten elektronien ansiosta.

Konvektio

Tämän prosessin kautta lämpö kuljetetaan taikinan osien vieressä, joka on yleensä neste, esimerkiksi neste. Keittämällä vettä potissa, taikina, joka on taustalla, lähellä liekkiä, lämpenee ja laajenee, joten sen tiheys vähenee ja neste nousee. Siten kylmemmät osat uppoutuvat lämmittämään vuorotellen.

Säteily

Toisin kuin ajaminen ja konvektio, säteily ei tarvitse materiaaliväliainetta leviämistä varten, koska se tekee sen sähkömagneettisten aaltojen kautta. Tällä tavoin auringon lämpöenergia saavuttaa maan tyhjän tilan läpi.

Viitteet

1. Ydinenergia. Mikä on termisettä energiaa? Toipunut: Nucle-ydin.netto.
2. Figueroa, D. Nesteet ja termodynamiikka. Fyysinen sarja tiedettä ja tekniikkaa. Osa 4. Toimittanut D. Figueroa, Simón Bolívar University.
3. Iraldi, r. Energia. Toipunut: fysiikka.Kisat.UCV.mennä.
4. Rex, a. 2011. Fysiikan perusteet. Pearson.
5. Sears, Zemansky. 2016. Yliopiston fysiikka, jolla on moderni fysiikka. 14. päivä. Ed. Osa 1. Pearson.