Značilnosti toplotne energije, pridobivanje, prenos

The termalna energija o Toplotna energija telesa je notranja energija, povezana z njegovo temperaturo, zato se manifestira v toplotni obliki. Eksperimentiranje toplotne energije je zelo preprosto: dovolj je, da drgnete roke, da zaznate toploto, ki jo povzroča trenje.

Izvor toplotne energije leži na eni strani v konstantnem gibanju delcev na molekularni ravni, kar jim daje kinetično energijo, ki je energija, povezana z gibanjem.

Shema načinov za prenos toplotne energije

Po drugi strani imajo delci lastnost, imenovano električni naboj, v skladu s katerimi interakcijo v skladu z njihovimi relativnimi položaji. Ta prispevek k telesni toplotni energiji je potencialna energija.

Poudariti je treba, da toplotna energija ni nova oblika energije, ampak način sklicevanja na vsoto kinetičnih in potencialnih energij zelo velikega sistema delcev. Ukrep te energije je temperatura, zato je večja temperatura nečesa, bolj toplotna ali toplotna energija jo.

[TOC]

Značilnosti toplotne energije

Za kuhanje je potrebno za prenos toplotne energije na hrano

Za toplotno energijo sistema je značilno:

-Imajo enake enote kot delo in katero koli drugo obliko energije.

-Enostavno prenesti iz enega materiala v drugega z določenimi temeljnimi mehanizmi, opisanimi spodaj.

-Spreminjala na dva načina: prva izmenjava energije z okoljem, ki se v tem primeru govori o prenosu, drugi pa nekaj dela na sistemu, ki dodaja ali odšteje energijo.

Enote in formule

Enota toplotne energije v mednarodnem sistemu je Joule, Skrajšano j, v čast angleškega fizika Jamesa Prescotta Joula. Kar zadeva toplotno energijo, je skupna enota za uporabo kalorija.

Glede na Joule je termokemična kalorija enakovredna 4.1840 J in kilokalorija predstavlja 1000 kalorij.

Vam lahko služi: Millikan Experiment: postopek, razlaga, pomen

Toplotna energija je sorazmerna s telesno temperaturo. Ja In_c Je kinetična energija in T Temperatura, konstanta sorazmernosti je k_B Ali Boltzmannova konstanta, povprečna kinetična energija delca za vsako stopnjo svobode daje naslednja enačba:

In_c = ½ k_B∙ t

Na primer, monoatomska molekula plina, kot sta helij ali argon, se lahko premakne kamor koli v sobi, nato pa ima 3 stopinje svobode, njegova kinetična energija prevajanja pa je enakovredna 3 -kratni prejšnji enačbi:

In_c = 3/2 ∙ K_B∙ t

V mednarodnih sistemskih enotah je Boltzmannova konstanta vredna 1.380649 × 10²³ J/k.

Ob predpostavki, da molekule plina zelo malo medsebojno delujejo (idealen plin) in da imajo le prevajalsko gibanje, notranjo energijo ali enakovredno kinetični energiji In_c.

Ko se na primer upoštevajo drugi prispevki, se za vsako možnost gibanja doda E = ½ K ∙ T.

Kjer dobimo toplotno energijo?

Ko se dve telesi z različnimi temperaturami v stiku, energija spontano teče od najbolj vroče do najhladnejše.

Ko je v toplotnem ravnovesju z okolico, telo absorbira toliko toplotne energije, kot se oddaja.

Pogosto te spremembe povzročajo preobrazbe. Na primer, ko se segreje, se večina snovi razširi in ko se ohladi. Lahko se zgodijo tudi spremembe stanja, na primer trdno do tekoče ali trpeče kemične transformacije.

Pridobivanje toplotne energije je možna po različnih poteh. Za zemljo je primarni vir sonce, sama pa sama po sebi ustvarja toploto skozi radioaktivno razpadanje nekaterih nestabilnih elementov.

Vam lahko služi: Schrödinger atomski model

Kemične reakcije in elektrika ustvarjajo tudi toplotno energijo, ki jo je mogoče izkoristiti.

Sončna energija

V jedru večine zvezd, vodikovih varovalk, najpreprostejšega in najpomembnejšega elementa v vesolju, za proizvodnjo helija, naslednji kompleksnejši element po vodiku. Ta postopek jedrske fuzije, ki se neprekinjeno pojavlja znotraj sonca, sprošča velike količine energije, ki segajo v zemljo v obliki svetlobe in toplote.

Izgorevanje

Izgorevanje je kemična reakcija, ki hitro sprošča toploto. Vedno se pojavi v prisotnosti kisika in zahteva gorljiv material, kot so les, premog ali bencin. V njih je izmenjava elektronov, v katerih jih kisik odvzame iz goriva, sprošča svetlobo in toploto v postopku.

Z drgnjenjem

V primeru začetka, ko drgnete roke, ko je hladno. Pri tem kinetično trenje poveča energijo delcev na površini kože in zato poveča toplotno energijo.

Enako se zgodi pri potiskanju knjige na mizo in na splošno, kadar je v stiku relativno gibanje površin. Na mikroskopski ravni imajo delci obeh površin povečanje njihove kinetične energije, kar pomeni dvig temperature, kar je mogoče zaznati z dotikom površin.

S prehodom električnega toka

Materiali se segrejejo na prehod električnega toka, zato se kabli električnih naprav, ko so povezani s posnetkom. To segrevanje se imenuje Joule Effect.

Z radioaktivnim razpadom

Znotraj Zemlje so nestabilni elementi, ki seveda upadajo, to pomeni, da delce njihovih jeder izganjajo, da se spremenijo v druge bolj stabilne elemente. Ta postopek spremlja emisija toplotne energije, ki segreva notranjost planeta.

Vam lahko služi: potencialna energija: značilnosti, vrste, izračun in primeri

Termični prenos energije

Obstajajo trije temeljni mehanizmi za prenos toplotne energije, to je prenos toplote iz enega telesa v drugo: prevodnost, konvekcija in sevanje.

Vožnja

Toplotna prevodnost

Pojavi se po možnosti v trdnih materialih, katerih delci se trčijo med seboj, brez teh izpodriva. Kovine so dobri toplotni vodniki, zahvaljujoč brezplačnim elektronom, ki jih imajo.

Konvekcija

Skozi ta postopek se toplota prevaža poleg delov testa, ki je na splošno tekočina, na primer tekočina. Z vrenjem vode v loncu, testo, ki je v ozadju, blizu plamena, se segreje in širi, tako da se njegova gostota zmanjša in tekočina se vzpenja. Tako se hladnejši deli potopijo, da se po vrsti ogrejejo.

Sevanje

Za razliko od vožnje in konvekcije sevanje ne potrebuje materialnega medija, da se širi, saj to počne prek elektromagnetnih valov. Na ta način toplotna energija od sonca doseže zemljo skozi prazen prostor.

Reference

1. Nuklearna energija. Kaj je toplotna energija? Okrevano od: jedrsko jedrsko.mreža.
2. Figueroa, d. Tekočine in termodinamika. Fizične serije za znanost in inženiring. Zvezek 4. Uredil d. Figueroa, univerza Simón Bolívar.
3. Iraldi, r. Energija. Okrevano od: fizike.CIENS.UCV.pojdi.
4. Rex, a. 2011. Osnove fizike. Pearson.
5. Sears, Zemansky. 2016. Univerzitetna fizika s sodobno fiziko. 14. Ed. Zvezek 1. Pearson.