lämpöenergia

Fyysinen

2022

Selitämme mitä lämpöenergia on, miten sitä saadaan ja mitkä ovat sen ominaisuudet. Lisäksi mitä on kalorienergia.

Lämpöenergian moniin käyttötarkoituksiin kuuluu suojaaminen kylmältä ja ruoanlaitto.

Mikä on lämpöenergia?

Lämpöenergia tai lämpöenergia on aste Energiaa sisäinen, joka sisältyy tasapainossa olevaan termodynaamiseen järjestelmään (kappale, joukko hiukkasia, a molekyylijne.) ja se on verrannollinen siihen lämpötila ehdoton.

Toisin sanoen lämpöenergia on se, mikä tuottaa liikettä sisäinen ja satunnainen hiukkasia kehosta (eli se vastaa Kineettinen energia), joka lisääntyy tai vähenee energiansiirron myötä, yleensä muodossa lämpöä tai alkaen Job.

Lämpötila a järjestelmä ja sen kyky tuottaa työtä (liikettä jne.) riippuu sen lämpöenergiasta. Tämä johtuu siitä, että kuten kaikki energiamuodot, se voidaan muuntaa, siirtää tai säilyttää jossain määrin.

Tämä tarkoittaa, että lämpöenergia on myös vastuussa aineiden aggregaatiotilat, koska korkeammilla energiatasoilla ainesosien hiukkasten suurempi sekoitus asia ja vähemmän mahdollisuuksia jakaa rajoitettu tila.

Hiukkaset a nestettä ovat energisempiä kuin a kiinteä, ja a kaasua paljon enemmän kuin nestettä. Tästä syystä voimme yleensä lämmittää (eli tuoda lämpöenergiaa) kiinteää ainetta ja viedä sen nestemäiseen tilaan ja jatkaa sen lämmittämistä sen saattamiseksi kaasumaiseen tilaan.

Lämpöenergian menetys tai lisäys määrittelee kehon tai järjestelmän lämmityksen tai jäähdytyksen. Seuraavia käsitteitä ei kuitenkaan pidä sekoittaa:

  • Lämpötila. Se on kehon tai järjestelmän hiukkasten keskimääräinen kineettinen energia.
  • Lämpö. Se on sisäisen energian siirtymistä kehosta tai järjestelmästä toiseen lämpötilaeron tuloksena.
  • Lämpöenergia. Se on kehon tai järjestelmän sisällä olevien molekyylien kokonaisenergia.

Lämpöenergian ominaisuudet

Lämpöenergiaa voidaan siirtää järjestelmästä toiseen.

Kuten kaikki termodynaamiset järjestelmät yleensä lämpötasapaino ympäristönsä kanssa tämä energia on voitava siirtää kehosta toiseen tai kehosta toiseen. ympäristöön, ja se tekee sen kolmen olennaisen mekanismin kautta:

  • Ajo. Energian siirto tapahtuu kappaleiden välisen kosketuksen kautta ilman aineen vaihtoa.
  • Konvektio. Energian siirto tapahtuu a nestettä (nesteet tai kaasut). Jos esimerkiksi sekoitetaan kahta nestettä, se, jonka lämpötila on korkeampi, siirtää lämpöä toiselle konvektiolla.
  • Säteily. Energiaa siirretään ilman fyysistä kosketusta ja sähkömagneettisten aaltojen avulla. Esimerkiksi aurinko siirtää lämpöenergiaa säteilyn välityksellä.

Miten lämpöenergiaa saadaan?

Kuuma juoma lohduttaa meitä, koska se tuo lämpöenergiaa järjestelmäämme.

Lämpöenergiaa voidaan saada monella eri tavalla, eri lämpöä tuottavien lähteiden kautta. Siten esimerkiksi talvella lämmitys on lämpöenergian lähde, joka luovuttaa lämpöä ja jonka kehomme imee pitääkseen lämpimänä.

Lämmön tuottama lämpö tulee muuntamisesta Sähkövoima lämpöenergiassa, toisin sanoen tämän tyyppisiä energialähteitä voidaan käyttää muilla energiamuodoilla. Esimerkiksi lämpöenergiaa voidaan saada kemialliset reaktiot, varsinkin ne oksidin pelkistys tai palaminen.

Kun sytytämme tulen, kun ruokimme ja sulatamme ruokaa tai kun sekoitamme tiettyjä hapot ja varmaa metallit, saamme aikaan kemiallisen reaktion (tai biokemia, kehossamme), jonka avulla voimme lisätä sisäistä energiaamme ja siten lämpöenergiaamme.

Lämpöenergian edut ja haitat

Lämpöenergian hallinta on suuri etu ihmiskunta, koska se antaa meille mahdollisuuden hallita kehomme ja asumamme tilan lämpötilaa, ja se takaa mukavuuden tai jopa selviytymisen vihamielisessä ilmasto-ympäristössä.

Mutta samalla lämpöenergia voi johtaa hallitsemattomiin skenaarioihin, joissa lämpö laukaisee palamisreaktioita, jotka voivat tuottaa katastrofejakuten tulipalot, tukehtumiset tai odottamattomat kemialliset reaktiot.

Esimerkkejä lämpöenergiasta

Lämmitys lisää lämpöenergiaa huoneen ilmaan.

Muutamia esimerkkejä lämpöenergiasta:

  • Lämpöä Aurinko, säteilytetty häntä ympäröivään tilaan ja jonka saamme yhdessä hänen kanssaan valoa joka päivä.
  • Lämpö, ​​jonka lisäämme ruokaan kypsennyksen aikana, lisää suuresti sen lämpöenergiaa ja tuottaa kemiallisia muutoksia sen koostumuksessa, jonka avulla voimme sulattaa sen helpommin.
  • Käynnissä oleva lämmitin lisää lämpöenergiaa huoneen ympäristöön, jonka kehomme imee ilmaa, ja näemme sen lämpönä.
  • Kun sytytämme tulitikkua, ammumme a eksoterminen reaktio, eli reaktio, joka lisää järjestelmän lämpöenergiaa ainakin sen aikana sää kestää jonkin aikaa, ennen kuin fosfori kuluu.
  • Jonkin verran fyysisiä ilmiöitä jotka tuottavat lämpöä, esim kitka, lisää järjestelmän lämpöenergiaa.

Lämpöenergia ja lämpöenergia

Yleisesti ottaen puhumme lämpö- ja kalorienergiasta ilman lisäerottelua, koska molemmat termit ovat periaatteessa synonyymejä.

!-- GDPR -->