Charakterystyka energii cieplnej, uzyskiwanie, transfer

energia cieplna o Energia cieplna ciała to energia wewnętrzna związana z jego temperaturą, więc objawia się w postaci ciepła. Eksperymentowanie energii cieplnej jest bardzo proste: wystarczy pocierać ręce, aby postrzegać ciepło spowodowane tarciem.

Pochodzenie energii cieplnej leży z jednej strony w stałym ruchu cząstek na poziomie molekularnym, co daje im energię kinetyczną, która jest energią związaną z ruchem.

Schemat sposobów przenoszenia energii cieplnej

Z drugiej strony cząstki mają właściwość zwaną ładunkiem elektrycznym, zgodnie z którymi oddziałują zgodnie z ich względnymi pozycjami. Ten wkład w energię cieplną ciała jest energią potencjalną.

Konieczne jest podkreślenie, że energia cieplna nie jest nową formą energii, ale sposobem odniesienia się do sumy energii kinetycznej i potencjalnych bardzo dużego układu cząstek. Miarą tej energii jest zatem temperatura, im wyższa temperatura czegoś, im więcej energii termicznej lub cieplnej.

[TOC]

Charakterystyka energii cieplnej

Do gotowania konieczne jest przeniesienie energii cieplnej do żywności

Energia cieplna systemu charakteryzuje się:

-Mają te same jednostki co praca i inna forma energii.

-Łatwo przenoszenie z jednego materiału do drugiego poprzez pewne podstawowe mechanizmy opisane poniżej.

-Zmieniono na dwa sposoby: pierwsza wymiana energii ze środowiskiem, o której w tym przypadku mówi się o przeniesieniu, a drugi wykonuje pracę nad systemem, który dodaje lub odejmuje energię.

Jednostki i formuły

Jednostką energii cieplnej w systemie międzynarodowym jest dżul, Skrócony J, na cześć angielskiego fizyka James Prescott Joule. Jednak jeśli chodzi o energię cieplną, wspólnym zastosowaniem jest jednostka kaloria.

Pod względem Joule kaloria termochemiczna jest równoważna 4.1840 J i Kilocaloria reprezentuje 1000 kalorii.

Może ci służyć: Millikan Experiment: Procedura, wyjaśnienie, znaczenie

Energia cieplna jest proporcjonalna do temperatury ciała. Tak I_C To energia kinetyczna i T Temperatura, stała proporcjonalności jest k_B Lub stała Boltzmanna, średnia energia kinetyczna cząstki dla każdego stopnia swobody jest podana przez następujące równanie:

I_C = ½ k_B∙ t

Na przykład cząsteczka gazu monoatomowego, taka jak hel lub argon, może poruszać się w dowolnym miejscu w pomieszczeniu, wówczas ma 3 stopnie swobody, a jej kinetyczna energia translacji jest równoważna 3 -krotnie poprzedniego równania:

I_C = 3/2 ∙ k_B∙ t

W międzynarodowych jednostkach systemowych stała Boltzmanna jest warta 1.380649 × 10²³ J/k.

Zakładając, że cząsteczki gazowe oddziałują bardzo niewiele ze sobą (gaz idealny) i że mają tylko ruch translacyjny, energię wewnętrzną lub równoważną energii kinetycznej I_C.

Gdy wzięte pod uwagę inne wkłady, jako ruch rotacyjny na przykład dodano e = ½ k ∙ t dla każdej możliwości ruchu.

Gdzie uzyskuje się energię cieplną?

Gdy dwa ciała o różnych temperaturach się kontaktują, energia spontanicznie płynie z najgorętszych do najzimniejszych, aż do osiągnięcia równowagi termicznej i wyrównania temperatury.

Raz w równowadze termicznej z otoczeniem, ciało pochłania tyle energii cieplnej, ile emituje.

Często zmiany te powodują transformacje. Na przykład podczas ocieplenia większość substancji rozszerza się, a podczas chłodzenia kurczą się. Mogą również nastąpić zmiany statusu, takie jak stałe do cieczy lub cierpieć transformacje chemiczne.

Uzyskaj energię cieplną jest możliwa na różnych ścieżkach. Dla Ziemi głównym źródłem jest słońce, ale sama ziemia sama generuje ciepło poprzez rozkład radioaktywny niektórych niestabilnych elementów.

Może ci służyć: model atomowy Schrödingera

Reakcje chemiczne i energia elektryczna generują również energię cieplną, którą można wykorzystać.

Energia słoneczna

W rdzeniu większości gwiazd, bezpieczniki wodoru, najprostszy i najliczniejszy pierwiastek we wszechświe. Ten proces fuzji jądrowej, który występuje w sposób ciągły w słońcu, uwalnia duże ilości energii, które docierają do ziemi w postaci światła i ciepła.

Spalanie

Spalanie to reakcja chemiczna, która szybko uwalnia ciepło. Zawsze występuje w obecności tlenu i wymaga materiału palnego, takiego jak drewno, węgiel lub benzyna. W nich istnieje wymiana elektronów, w których tlen zabiera je z paliwa, uwalniając światło i ciepło.

Pocieranie

W przykładzie początku, gdy wcierając ręce, gdy jest zimno, pocieszające się czuje się ciepło. W ten sposób tarcie kinetyczne zwiększa energię cząstek na powierzchni skóry, a zatem zwiększa energię cieplną.

To samo dzieje się podczas pchania książki na stole i ogólnie za każdym razem, gdy w kontakcie jest względny ruch powierzchni. Na poziomie mikroskopowym cząstki dwóch powierzchni doświadczają wzrostu energii kinetycznej, co przekłada się na wzrost temperatury, który można dostrzec po prostu poprzez dotykanie powierzchni.

Przekazując prąd elektryczny

Materiały są podgrzewane do przejścia prądu elektrycznego, więc kable urządzeń elektrycznych, gdy są podłączone do strzału, czują się gorące podczas dotykania powłoki z tworzyw sztucznych. To ocieplenie nazywa się Efekt Joule.

Przez rozkład radioaktywny

Wewnątrz ziemi są niestabilne elementy, które naturalnie spada, to znaczy wydalają cząstki ich jąder, aby przekształcić się w inne bardziej stabilne elementy. Procesowi towarzyszy emisja energii cieplnej, która ogrzewa wnętrze planety.

Może ci służyć: energia potencjalna: cechy, typy, obliczenia i przykłady

Transfer energii cieplnej

Istnieją trzy podstawowe mechanizmy przenoszenia energii cieplnej, to znaczy przekazywania ciepła z jednego ciała do drugiego: przewodnictwo, konwekcja i promieniowanie.

Napędowy

Przewodnictwo termiczne

Występuje najlepiej w materiałach stałych, których cząsteczki zderzają się ze sobą, bez tych wyparcia. Metale to dobre przewody cieplne dzięki wolnym elektronom, które mają.

Konwekcja

Dzięki temu procesowi ciepło jest transportowane obok części ciasta, które jest na ogół płynem, na przykład cieczy. Ugotując wodę w garnku, ciasto, które znajduje się w tle, blisko płomienia, ogrzewa się i rozszerza, więc jego gęstość maleje, a płyn wznosi się. Zatem zimniejsze porcje tonie, aby się rozgrzać.

Promieniowanie

W przeciwieństwie do jazdy i konwekcji, promieniowanie nie wymaga rozkładu materialnego, ponieważ robi to przez fale elektromagnetyczne. W ten sposób energia cieplna ze słońca dociera do ziemi przez pustą przestrzeń.

Bibliografia

1. Energia nuklearna. Co to jest energia termiczna? Odzyskane z: jądro-nuklearne.internet.
2. Figueroa, zm. Płyny i termodynamika. Seria fizyczna dla nauki i inżynierii. Tom 4. Edytowane przez d. Figueroa, Simón Bolívar University.
3. Iraldi, r. Energia. Odzyskane z: fizyka.Ciens.UCV.Iść.
4. Rex, a. 2011. Podstawy fizyki. osoba.
5. Sears, Zemansky. 2016. Fizyka uniwersytecka z nowoczesną fizyką. 14. Wyd. Tom 1. osoba.