- Kas yra šiluminė energija?
- Šiluminės energijos charakteristikos
- Kaip gaunama šiluminė energija?
- Šilumos energijos privalumai ir trūkumai
- Šilumos energijos pavyzdžiai
- Šiluminė energija ir šilumos energija
Aiškinamės, kas yra šiluminė energija, kaip ji gaunama ir kokios jos charakteristikos. Be to, kas yra kalorijų energija.
Kas yra šiluminė energija?
Šiluminė energija arba šilumos energija yra laipsnis Energija vidinis, esantis pusiausvyros termodinaminėje sistemoje (kūnas, dalelių rinkinys, a molekulėir tt) ir tai yra proporcinga jo temperatūros absoliutus.
Kitaip tariant, šiluminė energija yra tai, kas sukuria judėjimas vidinis ir atsitiktinis dalelės kūno (tai yra, jis yra lygiavertis Kinetinė energija), kuris didėja arba mažėja perduodant energiją, dažniausiai tokia forma karštis arba iš darbas.
Temperatūra a sistema o jo gebėjimas generuoti darbą (judėjimą ir pan.) priklauso nuo jo šiluminės energijos. Taip yra todėl, kad, kaip ir visas energijos formas, ji gali būti transformuojama, perduodama arba tam tikru laipsniu išsaugota.
Tai reiškia, kad šiluminė energija taip pat yra atsakinga už medžiagų agregacijos būsenos, nes esant aukštesniam energijos lygiui, didesnis sudedamųjų dalelių susijaudinimas reikalas ir mažesnė tikimybė dalytis ribota erdve.
Dalelės a skystis yra energingesni nei a kietas, ir a dujų daug daugiau nei skysčių. Dėl šios priežasties paprastai galime šildyti (ty įvesti šiluminę energiją) kietą medžiagą ir perkelti ją į skystą būseną ir toliau kaitinti, kad ji taptų dujinė.
Šilumos energijos praradimas arba padidėjimas yra tai, kas apibrėžia kūno ar sistemos šildymą arba vėsinimą. Tačiau nereikėtų painioti šių sąvokų:
- Temperatūra. Tai vidutinė kūno ar sistemos dalelių kinetinė energija.
- Šiluma. Tai vidinės energijos perdavimas iš vieno kūno ar sistemos į kitą, kaip temperatūrų skirtumo produktas.
- Šiluminė energija. Tai bendra molekulių energija kūne ar sistemoje.
Šiluminės energijos charakteristikos
Šiluminė energija gali būti perduodama iš vienos sistemos į kitą.Kaip ir visos termodinaminės sistemos šiluminė pusiausvyra su aplinka ši energija turi būti perduodama iš vieno kūno į kitą arba iš vieno kūno į kitą. aplinką, ir tai daroma naudojant tris pagrindinius mechanizmus:
- Vairuoja. Energijos perdavimas vyksta kontaktuojant tarp kūnų, nesikeičiant medžiaga.
- Konvekcija. Energijos perdavimas vyksta judant a skystis (skysčiai ar dujos). Jei, pavyzdžiui, sumaišomi du skysčiai, tas, kurio temperatūra aukštesnė, konvekcijos būdu perduos šilumą kitam.
- Radiacija. Energija perduodama be fizinio kontakto ir elektromagnetinių bangų pagalba. Pavyzdžiui, saulė šiluminę energiją perduoda spinduliuote.
Kaip gaunama šiluminė energija?
Karštas gėrimas mus guodžia, nes į mūsų sistemą patenka šiluminės energijos.
Šiluminę energiją galima gauti įvairiais būdais, naudojant skirtingus šaltinius, tiekiančius šilumą. Taigi, pavyzdžiui, šildymas žiemą yra šiluminės energijos šaltinis, kuris atiduoda šilumą ir kurią mūsų organizmas pasisavina, kad sušiltų.
Šiluma, kurią suteikia šildymas, gaunama transformuojant elektros energija šiluminėje energijoje, tai yra, šios rūšies energijos šaltiniai gali būti maitinami kitomis energijos formomis. Pavyzdžiui, šiluminę energiją galima gauti iš cheminės reakcijos, ypač tos oksidų mažinimas arba degimo.
Kai uždegame ugnį, kai maitiname ir virškiname maistą arba kai maišome tam tikrus rūgštys ir tam tikras metalai, mes sukeliame cheminę reakciją (arba biochemija, mūsų kūne), kuri leidžia mums padidinti vidinę energiją, taigi ir šiluminę energiją.
Šilumos energijos privalumai ir trūkumai
Šiluminės energijos valdymas yra didelis privalumas žmogiškumas, nes suteikia galimybę kontroliuoti savo kūno ir erdvės, kurioje gyvename, temperatūrą ir garantuoja komfortą ar net išlikimą priešiško klimato aplinkoje.
Tačiau tuo pat metu šiluminė energija gali sukelti nekontroliuojamus scenarijus, kai šiluma sukelia degimo reakcijas, kurios gali sukelti nelaimiųpvz., gaisrai, uždusimai ar nenumatytos cheminės reakcijos.
Šilumos energijos pavyzdžiai
Kai kurie šiluminės energijos pavyzdžiai:
- Šiluma iš Saulė, apšvitintas jį supančia erdve ir kurį gauname kartu su jo šviesa kiekvieną dieną.
- Šiluma, kurią dedame į maistą gamindami, labai padidina jo šiluminę energiją ir gamina cheminiai pokyčiai savo sudėtimi, kuri leidžia mums lengviau jį virškinti.
- Įjungtas šildytuvas papildo kambario aplinką šiluminės energijos, kurią mūsų kūnas sugeria iš oro, ir mes tai suvokiame kaip šilumą.
- Kai uždegame degtuką, iššauname a egzoterminė reakcija, tai yra reakcija, kuri padidina sistemos šiluminę energiją bent jau per oras reikia laiko, kol fosforas sunaudojamas.
- Kai kurie fizikiniai reiškiniai kurios gamina šilumą, pvz trintis, padidinti sistemos šiluminę energiją.
Šiluminė energija ir šilumos energija
Apskritai kalbame apie šiluminę ir kaloringą energiją be tolesnio skirtumo, nes abu terminai iš esmės yra sinonimai.