The Termální energie nebo tepelná energie těla je vnitřní energie spojená s jeho teplotou, proto se projevuje ve formě tepla. Zkušenosti s tepelnou energií jsou velmi jednoduché: stačí si třást ruce, abyste cítili teplo způsobené třením.
Původ tepelné energie spočívá na jedné straně v neustálém pohybu částic na molekulární úrovni, což jim dává kinetickou energii, což je energie spojená s pohybem.
Na druhou stranu mají částice vlastnost nazvanou elektrický náboj, podle které interagují podle své relativní polohy. Tento příspěvek k tepelné energii těla je potenciální energií.
Je třeba zdůraznit, že tepelná energie není nová forma energie, ale způsob odkazu na součet kinetických a potenciálních energií velmi velké soustavy částic. Mírou této energie je teplota, proto čím vyšší je teplota něčeho, tím více tepelné nebo tepelné energie to má.
Rejstřík článků
Tepelná energie systému se vyznačuje:
-Mějte stejné jednotky jako práci a jakoukoli jinou formu energie.
-Snadný přenos z jednoho materiálu do druhého pomocí určitých základních mechanismů popsaných níže.
-Být obměňován dvěma způsoby: první výměnou energie s prostředím, které v tomto případě hovoří o přenosu tepla, a druhým provedením nějaké práce na systému, který přidává nebo odebírá energii.
Jednotkou tepelné energie v mezinárodním systému je joule, zkráceně J, na počest anglického fyzika Jamese Prescotta Joule. Pokud však jde o tepelnou energii, běžně používanou jednotkou je kalorie.
Pokud jde o joule, termochemická kalorie se rovná 4,1840 J a kilokalorie představuje 1000 kalorií..
Tepelná energie je úměrná tělesné teplotě. Ano AC je kinetická energie a T konstantní proporcionalita je kB nebo Boltzmannova konstanta, střední kinetická energie částice pro každý stupeň volnosti je dána následující rovnicí:
AC = ½ kB∙ T
Například monatomická plynová molekula, jako je helium nebo argon, se může pohybovat kdekoli v místnosti, takže má 3 stupně volnosti a její translační kinetická energie se rovná 3násobku výše uvedené rovnice:
AC = 3/2 ∙ kB∙ T
V jednotkách mezinárodního systému je Boltzmannova konstanta rovna 1,380649 × 10-23 J / K..
Za předpokladu, že molekuly plynu vzájemně interagují velmi málo (ideální plyn) a že mají pouze translační pohyb, je vnitřní energie U zcela stejná jako kinetická energie AC.
Když se vezmou v úvahu další příspěvky, například rotační pohyb, přidá se E = ½ k ∙ T pro každou možnost pohybu.
Když dojde ke kontaktu dvou těles s různými teplotami, energie spontánně proudí od nejteplejšího k nejchladnějšímu, dokud není dosaženo tepelné rovnováhy a teploty se nevyrovnají.
Jakmile je tělo v tepelné rovnováze se svým okolím, absorbuje tolik tepelné energie, kolik vydává.
Tyto změny často způsobují transformace. Například při zahřátí se většina látek rozpíná a po ochlazení se smršťuje. Mohou také nastat změny stavu, například přechod z pevného na kapalný nebo podstoupení chemických transformací.
Získávání tepelné energie je možné různými způsoby. Pro Zemi je primárním zdrojem Slunce, ale Země sama generuje teplo sama prostřednictvím radioaktivního rozpadu některých nestabilních prvků.
Chemické reakce a elektřina také generují tepelnou energii, kterou lze využít.
V jádru většiny hvězd se vodík, nejjednodušší a nejhojnější prvek ve vesmíru, spojuje a vytváří hélium, další nejsložitější prvek po vodíku. Tento proces jaderné fúze, ke kterému dochází nepřetržitě uvnitř Slunce, uvolňuje velké množství energie, která se dostává na Zemi ve formě světla a tepla..
Spalování je chemická reakce, která rychle uvolňuje teplo. Vyrábí se vždy za přítomnosti kyslíku a vyžaduje hořlavý materiál, jako je dřevo, uhlí nebo benzín. V nich dochází k výměně elektronů, při které je kyslík odebírá z paliva a uvolňuje při tom světlo a teplo..
V příkladu na začátku vám třením rukou v chladném počasí získáte uklidňující pocit tepla. Přitom kinetické tření zvyšuje energii částic na povrchu kůže, a tím zvyšuje tepelnou energii..
Totéž se děje při tlačení knihy na stůl a obecně vždy, když dochází k relativnímu pohybu povrchů v kontaktu. Na mikroskopické úrovni dochází u částic na dvou površích ke zvýšení jejich kinetické energie, což se projeví zvýšením teploty, což lze snadno vnímat dotykem povrchů..
Materiály se ohřívají průchodem elektrického proudu, proto jsou kabely elektrických spotřebičů po připojení k zásuvce při dotyku s plastovým povlakem horké. Tato rozcvička se nazývá joule efekt.
Uvnitř Země jsou nestabilní prvky, které se přirozeně rozpadají, to znamená, že vylučují částice ze svých jader a transformují se na další stabilnější prvky. Tento proces je doprovázen emisí tepelné energie, která ohřívá vnitřek planety..
Existují tři základní mechanismy přenosu tepelné energie, tj. Přenos tepla z jednoho těla do druhého: vedení, konvekce a záření.
Vyskytuje se přednostně v pevných materiálech, jejichž částice kolidují s sebou, aniž by se v materiálu znatelně pohybovaly. Kovy jsou dobrými vodiči tepla díky volným elektronům, které mají.
Prostřednictvím tohoto procesu je teplo transportováno společně s částmi těsta, což je obecně tekutina, například kapalina. Když se voda vaří v hrnci, hmota, která je na dně, blízko plamene, se ohřívá a rozšiřuje, takže její hustota klesá a tekutina stoupá. Chladnější porce se tedy postupně zahřívají.
Na rozdíl od vedení a konvekce záření nepotřebuje, aby se hmotné médium šířilo, protože tak činí prostřednictvím elektromagnetických vln. Tímto způsobem se tepelná energie ze Slunce dostává na Zemi prázdným prostorem..
Zatím žádné komentáře