Charakteristiky tepelnej energie, získanie, prenos

Ten termálna energia o Tepelná energia tela je vnútorná energia spojená s jeho teplotou, takže sa prejavuje v tepelnej forme. Experimentovanie tepelnej energie je veľmi jednoduchá: stačí trieť ruky, aby ste vnímali teplo spôsobené trením.

Pôvod tepelnej energie leží na jednej strane v konštantnom pohybe častíc na molekulárnej úrovni, čo im dáva kinetickú energiu, čo je energia spojená s pohybom.

Schéma spôsobov prenosu tepelnej energie

Na druhej strane, častice majú vlastnosť nazývanú elektrický náboj, podľa ktorej interagujú podľa svojich relatívnych pozícií. Tento príspevok k telesnej tepelnej energii je potenciálna energia.

Je potrebné zdôrazniť, že tepelná energia nie je novou formou energie, ale spôsob odkazu na súčet kinetických a potenciálnych energií veľmi veľkého časticového systému. Miera tejto energie je teda teplota, tým vyššia je teplota niečoho, tým viac tepelnej alebo tepelnej energie.

[TOC]

Charakteristiky tepelnej energie

Na varenie je potrebné preniesť tepelnú energiu na jedlo

Tepelná energia systému sa vyznačuje:

-Mať rovnaké jednotky ako práca a akúkoľvek inú formu energie.

-Ľahký prevod z jedného materiálu do druhého prostredníctvom určitých základných mechanizmov opísaných nižšie.

-Menili sa dvoma spôsobmi: prvá výmena energie s prostredím, ktoré sa v tomto prípade hovorí o prevode a druhý robí niektoré práce na systéme, ktorý dodáva alebo odpočíta energiu.

Jednotky a vzorce

Jednotka tepelnej energie v medzinárodnom systéme je šarvák, skrátene j, na počesť anglického fyzika Jamesa Prescotta Joula. Pokiaľ však ide o tepelnú energiu, jednotka bežného použitia je kalórie.

Pokiaľ ide o joule, termochemická kalória je rovnocenná so 4.1840 j a kilokalória predstavujú 1 000 kalórií.

Môže vám slúžiť: Millikan Experiment: Postup, vysvetlenie, dôležitosť

Tepelná energia je úmerná telesnej teplote. Jo A_c Je to kinetická energia a Tón Teplota, konštanta proporcionality je klimatizovať_B Alebo Boltzmann konštanta, priemerná kinetická energia častice pre každý stupeň voľnosti je daná nasledujúcou rovnicou:

A_c = ½ k_B∙ t

Napríklad molekula monoatomického plynu, ako je hélium alebo argón, sa môže pohybovať kdekoľvek vo vnútri miestnosti, potom má 3 stupne voľnosti a jej kinetická energia prekladu je rovnocenná s trikrátmi predchádzajúcou rovnicou:

A_c = 3/2 ∙ k_B∙ t

V medzinárodných systémových jednotkách má Boltzmannova konštanta hodnotu 1.380649 × 10²³ J/k.

Za predpokladu, že molekuly plynu interagujú veľmi málo medzi sebou (ideálny plyn) a že majú iba pohyb prekladu, vnútornú energiu alebo ekvivalent k kinetickej energii A_c.

Ak sa berú do úvahy ďalšie príspevky, ako napríklad pohyb rotácie, pre každú možnosť pohybu sa pridá E = ½ k ∙ t.

Kde sa získa tepelná energia?

Keď sa dve telá s rôznymi teplotami dostanú do kontaktu, energia spontánne tečie z najhorúcejších do najchladnejších, až kým sa nedosiahne tepelná rovnováha a teploty sa vyrovnávajú.

Akonáhle je tepelná rovnováha so svojím okolím, telo absorbuje toľko tepelnej energie, koľko emituje.

Tieto zmeny často vytvárajú transformácie. Napríklad pri otepľovaní sa väčšina látok rozširuje a pri ochladení, ktoré sa konajú. Môžu sa uskutočniť aj zmeny stavu, napríklad pevná látka na kvapalinu alebo trpieť chemickými transformáciami.

Získajte tepelnú energiu je možná rôznymi cestami. Pre zem je primárnym zdrojom slnko, ale samotná Zem sama o sebe vytvára samotné rádioaktívne rozklady niektorých nestabilných prvkov.

Môže vám slúžiť: Schrödinger Atomický model

Chemické reakcie a elektrina tiež vytvárajú tepelnú energiu, ktorú je možné využiť.

Solárna energia

V jadre väčšiny hviezd, vodíkom poistky, najjednoduchší a najhojnejší prvok vo vesmíre, na výrobu hélia, ďalší zložitejší prvok po vodíku. Tento proces jadrovej fúzie, ktorý sa vyskytuje nepretržite vo vnútri slnka, uvoľňuje veľké množstvo energie, ktoré dosahujú zem vo forme svetla a tepla.

Spaľovanie

Spaľovanie je chemická reakcia, ktorá rýchlo uvoľňuje teplo. Vždy sa vyskytuje v prítomnosti kyslíka a vyžaduje horľavý materiál, ako je drevo, uhlie alebo benzín. V nich je výmena elektrónov, v ktorých ich kyslík berie palivo, uvoľňuje svetlo a teplo v procese.

Trením

V príklade začiatku, keď si trenie ruky, keď je zima, cíti sa upokojujúci tepelný pocit. Pritom kinetické trenie zvyšuje energiu častíc na povrchu pokožky, a preto zvyšuje tepelnú energiu.

To isté sa stane, keď tlačí knihu na stôl a všeobecne vždy, keď dôjde k relatívnemu pohybu povrchov v kontakte. Na mikroskopickej úrovni častice oboch povrchov zažívajú zvýšenie ich kinetickej energie, ktorá sa premieta do zvýšenia teploty, čo možno vnímať jednoducho dotykom povrchov.

Prechodom elektrickým prúdom

Materiály sú zahrievané na priechod elektrického prúdu, takže káble elektrických zariadení, keď sú pripojené k výstrelu, sa pri dotyku plastového povlaku cítia horúco. Toto otepľovanie sa volá Efekt joule.

Rádioaktívnym rozkladom

Vo vnútri Zeme existujú nestabilné prvky, ktoré prirodzene klesajú, to znamená, že vylučujú častice svojich jadier, aby sa transformovali na iné stabilnejšie prvky. Tento proces je sprevádzaný emisiou tepelnej energie, ktorá zahrieva vnútro planéty.

Môže vám slúžiť: Potenciálna energia: Charakteristiky, typy, výpočet a príklady

Prenos tepelnej energie

Existujú tri základné mechanizmy na prenos tepelnej energie, to znamená prejsť teplo z jedného tela do druhého: vedenie, konvekcia a žiarenie.

Jazdný

Tepelné vedenie

Vyskytuje sa výhodne v tuhých materiáloch, ktorých častice sa navzájom zrážajú, bez týchto posunu. Kovy sú dobré tepelné vodiče vďaka bezplatným elektrónom, ktoré majú.

Konvekcia

Týmto procesom sa teplo prepravuje vedľa častí cesta, čo je zvyčajne tekutina, napríklad kvapalina. Varovaním vody v hrnci je cesto, ktoré je v pozadí, blízko plameňa, zahrieva sa a rozširuje sa, takže jej hustota klesá a tekutina stúpa. Chladnejšie porcie sa teda potápajú, aby sa naopak zahreli.

Žiarenie

Na rozdiel od jazdy a konvekcie, žiarenie nepotrebuje na šírenie materiálového média, pretože to robí cez elektromagnetické vlny. Týmto spôsobom tepelná energia zo slnka dosahuje zem cez prázdny priestor.

Odkazy

1. Jadrová energia. Čo je tepelná energia? Získané z: jadrového nukleárneho.slepo.
2. Figueroa, D. Tekutiny a termodynamika. Fyzická séria pre vedu a inžinierstvo. Zväzok 4. Upravil d. Figueroa, Simón Bolívar University.
3. Iraldi, r. Energia. Obnovené z: fyziky.Cins.UCV.ísť.
4. Rex, a. 2011. Základy fyziky. Pearson.
5. Sears, Zemansky. 2016. Fyzika univerzity s modernou fyzikou. 14. Edimatizovať. Zväzok 1. Pearson.