termalna energija

Fizično

2022

Pojasnimo, kaj je toplotna energija, kako se pridobiva in kakšne so njene značilnosti. Tudi kaj je kalorična energija.

Številne uporabe toplotne energije vključujejo zaščito pred mrazom in kuhanje hrane.

Kaj je toplotna energija?

Toplotna energija ali toplotna energija je stopnja Energija notranji del termodinamičnega sistema v ravnotežju (telo, niz delcev, molekulaitd.) in to je sorazmerno z njenim temperaturo absolutno.

Z drugimi besedami, toplotna energija je tista, ki ustvarja premikanje notranje in naključno delci telesa (to pomeni, da je enakovredna Kinetična energija), ki se poveča ali zmanjša s prenosom energije, običajno v obliki toplote ali od delo.

Temperatura a sistem in njegova sposobnost ustvarjanja dela (gibanja itd.) je odvisna od njegove toplotne energije. To je zato, ker jo je, tako kot pri vseh oblikah energije, mogoče do neke mere preoblikovati, prenesti ali ohraniti.

To pomeni, da je za to odgovorna tudi toplotna energija agregacijskih stanj snovi, saj je pri višjih energijskih ravneh večje vznemirjenje sestavnih delcev zadeva in manj možnosti za skupno rabo omejenega prostora.

Delci a tekočina so bolj energični kot pri a trdna, in tiste od a plin veliko več kot pri tekočinah. Zaradi tega lahko na splošno segrevamo (torej vnašamo toplotno energijo) trdno snov in jo prevedemo v tekoče stanje ter nadaljujemo s segrevanjem, da jo spravimo v plinasto stanje.

Izguba ali pridobitev toplotne energije je tisto, kar opredeljuje ogrevanje ali hlajenje telesa ali sistema. Vendar ne smemo zamenjevati naslednjih konceptov:

  • Temperatura. To je povprečna kinetična energija delcev v telesu ali sistemu.
  • Toplota. Gre za prenos notranje energije iz enega telesa ali sistema v drugega kot produkt temperaturne razlike.
  • Termalna energija. To je skupna energija molekul v telesu ali sistemu.

Značilnosti toplotne energije

Toplotna energija se lahko prenaša iz enega sistema v drugega.

Kot nagibajo k temu vsi termodinamični sistemi toplotno ravnovesje s svojim okoljem mora biti ta energija sposobna prenašati od enega telesa do drugega ali od enega telesa do drugega. okolje, in to s tremi bistvenimi mehanizmi:

  • Vožnja. Prenos energije poteka s stikom med telesi, brez izmenjave snovi.
  • Konvekcija. Prenos energije poteka s gibanjem a tekočina (tekočine ali plini). Če sta na primer dve tekočini mešani, bo tista z višjo temperaturo prenesla toploto na drugo s konvekcijo.
  • Sevanje. Energija se prenaša brez potrebe po fizičnem stiku in s pomočjo elektromagnetnih valov. Na primer, sonce prenaša toplotno energijo s sevanjem.

Kako se pridobiva toplotna energija?

Topla pijača nas potolaži, ker v naš sistem vnaša toplotno energijo.

Toplotno energijo je mogoče pridobiti na več načinov, z različnimi viri, ki oddajajo toploto. Tako je na primer ogrevanje pozimi vir toplotne energije, ki oddaja toploto in jo naše telo absorbira, da se ogreje.

Toplota, ki jo zagotavlja ogrevanje, izhaja iz transformacije električna energija v toplotni energiji, torej vire te vrste energije lahko napajajo druge oblike energije. Na primer, toplotno energijo je mogoče pridobiti iz kemične reakcije, predvsem tiste od redukcija oksida oz zgorevanje.

Ko prižgemo ogenj, ko hranimo in prebavljamo hrano ali ko nekatere mešamo kisline in gotovo kovine, povzročamo kemično reakcijo (oz biokemija, v našem telesu), ki nam omogoča povečanje notranje energije in s tem naše toplotne energije.

Prednosti in slabosti toplotne energije

Upravljanje s toplotno energijo je velika prednost za človeštvo, saj nam daje možnost uravnavanja temperature našega telesa in prostora, v katerem bivamo, ter zagotavlja udobje ali celo preživetje v sovražnem podnebnem okolju.

Toda hkrati lahko toplotna energija povzroči nenadzorovane scenarije, v katerih toplota sproži reakcije zgorevanja, ki lahko povzročijo katastrofekot so požari, zadušitve ali nepredvidene kemične reakcije.

Primeri toplotne energije

Ogrevanje dodaja toplotno energijo zraku v prostoru.

Nekaj ​​primerov toplotne energije:

  • Toplota sonce, obsevano v prostor okoli sebe in ki ga sprejemamo skupaj z njegovim svetloba vsak dan.
  • Toplota, ki jo dodajamo hrani med kuhanjem, močno poveča njeno toplotno energijo in jo proizvaja kemične spremembe v svoji sestavi, ki nam omogočajo lažjo prebavo.
  • Vklopljeni grelec dodaja toplotno energijo v okolje prostora, ki jo naše telo absorbira zrakin jo zaznavamo kot toploto.
  • Ko prižgemo vžigalico, vžgemo a eksotermna reakcija, torej reakcija, ki poveča toplotno energijo sistema, vsaj med vreme potreben je čas, da se fosfor porabi.
  • nekaj fizični pojavi ki proizvajajo toploto, kot npr trenje, poveča toplotno energijo sistema.

Toplotna energija in toplotna energija

Na splošno govorimo o toplotni in kalorični energiji brez nadaljnjega razlikovanja, saj sta oba izraza v osnovi sopomenke.

!-- GDPR -->