термална енергия

Обясняваме какво е топлинна енергия, как се получава и какви са нейните характеристики. Също така какво е калорична енергия.

Многото употреби на топлинна енергия включват защита от студа и готвене на храна.

Какво е топлинна енергия?

Топлинната енергия или топлинната енергия е степента на Енергия вътрешно, съдържащо се в термодинамична система в равновесие (тяло, набор от частици, молекулаи т.н.) и това е пропорционално на неговата температура абсолютен.

С други думи, топлинната енергия е това, което генерира движение вътрешни и произволни частици на тяло (тоест е еквивалентно на Кинетична енергия), което се увеличава или намалява чрез пренос на енергия, обикновено под формата на топлина или от работа.

Температурата на a система а способността му да генерира работа (движение и т.н.) зависи от неговата топлинна енергия. Това е така, защото, както при всички форми на енергия, тя може да бъде трансформирана, предадена или запазена до известна степен.

Това означава, че топлинната енергия също е отговорна за агрегатни състояния на материята, тъй като при по-високи енергийни нива, по-голямо разбъркване на съставните частици на материя и по-малък шанс за споделяне на ограничено пространство.

Частиците на a течност са по-енергични от тези на a твърдо, а тези на a газ много повече от тези на течност. Поради тази причина обикновено можем да нагряваме (тоест да въвеждаме топлинна енергия) твърдо вещество и да го преведем в течно състояние и да продължим да го нагряваме, за да го доведем до газообразно състояние.

Загубата или печалбата на топлинна енергия е това, което определя нагряването или охлаждането на тяло или система. Въпреки това, следните понятия не трябва да се бъркат:

  • температура. Това е средната кинетична енергия на частиците в тяло или система.
  • Топлина. Това е пренос на вътрешна енергия от едно тяло или система към друго, като продукт на разлика в температурата.
  • Термална енергия. Това е общата енергия на молекулите в едно тяло или система.

Характеристики на топлинната енергия

Топлинната енергия може да се предава от една система към друга.

Както всички термодинамични системи са склонни топлинно равновесие със своята среда тази енергия трябва да може да се предава от едно тяло на друго или от едно тяло на друго. заобикаляща средаи го прави чрез три основни механизма:

  • Шофиране. Преносът на енергия става чрез контакт между телата, без обмен на материя.
  • Конвекция. Преносът на енергия става чрез движението на a течност (течности или газове). Ако например се смесят два флуида, този с по-висока температура ще предаде топлината на другия чрез конвекция.
  • радиация. Енергията се пренася без нужда от физически контакт и с помощта на електромагнитни вълни. Например слънцето предава топлинна енергия чрез излъчване.

Как се получава топлинна енергия?

Топла напитка ни утешава, защото въвежда топлинна енергия в нашата система.

Топлинната енергия може да бъде получена по множество начини, чрез различни източници, които доставят топлина. Така например отоплението през зимата е източник на топлинна енергия, която отдава топлина и която тялото ни поглъща, за да се стопли.

Топлината, предоставена от отоплението, идва от преобразуването на електрическа енергия в топлинната енергия, тоест източниците на този вид енергия могат да се захранват от други форми на енергия. Например топлинна енергия може да се получи от химична реакция, особено тези на оксидно редуциране или изгаряне.

Когато запалим огън, когато храним и смиламе храна или когато смесваме определени киселини и сигурно метали, ние предизвикваме химическа реакция (или биохимия, в нашето тяло), което ни позволява да увеличим нашата вътрешна енергия и следователно нашата топлинна енергия.

Предимства и недостатъци на топлинната енергия

Управлението на топлинната енергия е голямо предимство за човечеството, тъй като ни дава възможност да контролираме температурата на нашето тяло и пространството, което обитаваме, и гарантира комфорт или дори оцеляване във враждебна климатична среда.

Но в същото време топлинната енергия може да доведе до неконтролирани сценарии, при които топлината предизвиква реакции на горене, които могат да предизвикат бедствиякато пожари, задушавания или непредвидени химични реакции.

Примери за топлинна енергия

Отоплението добавя топлинна енергия към въздуха в помещението.

Някои примери за топлинна енергия:

  • Топлината на слънце, облъчен към пространството около него и който получаваме заедно с неговите светлина всеки ден.
  • Топлината, която добавяме към храната, когато готвим, увеличава значително нейната топлинна енергия и произвежда химични промени в състава му, които ни позволяват да го усвоим по-лесно.
  • Включен нагревател добавя топлинна енергия към околната среда на стаята и която тялото ни поглъща от въздух, и ние го възприемаме като топлина.
  • Когато запалим кибрит, стреляме a екзотермична реакция, тоест реакция, която увеличава топлинната енергия на системата, поне по време на метеорологично време отнема време, за да се изразходва фосфорът.
  • някои физически явления които генерират топлина, като напр триене, увеличава топлинната енергия на системата.

Топлинна енергия и топлинна енергия

Като цяло, ние говорим за топлинна и калорична енергия без допълнително разграничение, тъй като и двата термина са основно синоними.

!-- GDPR -->