Termiska energiegenskaper, erhållning, överföring

De värmeenergi o Värmeenergi i en kropp är den inre energin som är förknippad med dess temperatur, så den manifesterar sig i värmeform. Att experimentera termisk energi är mycket enkelt: det räcker för att gnugga händerna för att uppfatta värmen orsakad av friktion.

Ursprunget till termisk energi ligger å ena sidan i den ständiga rörelsen av partiklar på molekylnivå, vilket ger dem kinetisk energi, vilket är den energi som är associerad med rörelse.

Schema med sätt att överföra termisk energi

Å andra sidan har partiklarna en egenskap som kallas elektrisk laddning, enligt vilken de interagerar enligt deras relativa positioner. Detta bidrag till kroppens termiska energi är potentiell energi.

Det är nödvändigt att betona att termisk energi inte är en ny form av energi, utan sättet att hänvisa till summan av de kinetiska och potentiella energier hos ett mycket stort partikelsystem. Måttet på denna energi är temperaturen, desto högre är temperaturen på något, desto mer termiskt eller värmeenergi.

[TOC]

Egenskaper för termisk energi

För matlagning är det nödvändigt att överföra termisk energi till mat

Det termiska energin i ett system kännetecknas av:

-Har samma enheter som arbete och någon annan form av energi.

-Enkelt överföra från ett material till ett annat genom vissa grundläggande mekanismer som beskrivs nedan.

-Varierad på två sätt: den första utbytet av energi med miljön, som i detta fall talas för att överföra, och den andra gör lite arbete på systemet som lägger till eller subtraherar energi.

Enheter och formler

Den termiska energienheten i det internationella systemet är joule, förkortat J, till hedern för den engelska fysikern James Prescott Joule. När det gäller värmeenergi är emellertid en vanlig enhetsenhet kalori.

När det gäller Joule motsvarar en termokemisk kalori.1840 J och en kilocaloria representerar 1000 kalorier.

Kan tjäna dig: Millikan Experiment: Procedure, Förklaring, betydelse

Termisk energi är proportionell mot kroppstemperatur. Ja OCH_c Det är kinetisk energi och T Temperaturen, proportionalitetskonstanten är k_B Eller Boltzmann Constant, den genomsnittliga kinetiska energin för partikeln för varje frihetsgrad ges av följande ekvation:

OCH_c = ½ k_B∙ t

Till exempel kan en monoatomisk gasmolekyl, såsom helium eller argon, röra sig var som helst i ett rum, sedan har den 3 grader av frihet och dess kinetiska översättnings energi motsvarar 3 gånger den tidigare ekvationen:

OCH_c = 3/2 ∙ K_B∙ t

I internationella systemenheter är Boltzmanns konstant värd 1.380649 × 10²³ J/k.

Förutsatt att gasmolekyler interagerar mycket lite med varandra (idealisk gas) och att de bara har översättningsrörelse, intern energi eller motsvarande kinetisk energi OCH_c.

När andra bidrag beaktas, som en rotationsrörelse till exempel, läggs e = ½ k ∙ t för varje rörelsemöjlighet.

Där den termiska energin erhålls?

När två kroppar med olika temperaturer kommer i kontakt, flödar energin spontant från de hetaste till det kallaste tills den termiska balansen uppnås och temperaturen utjämnas.

En gång i termisk jämvikt med sin omgivning absorberar en kropp så mycket termisk energi som den avger.

Ofta ger dessa förändringar transformationer. Till exempel, när de värmer, expanderar de flesta ämnen och när de kyler sammandras de. Statusförändringar kan också äga rum, såsom fast till vätska eller drabbas av kemiska transformationer.

Få värmeenergi är möjlig genom olika vägar. För jorden är den primära källan solen, men jorden själv genererar värme på egen hand genom radioaktiva förfall av några instabila element.

Kan tjäna dig: Schrödinger Atomic Model

Kemiska reaktioner och elektricitet genererar också termisk energi som kan utnyttjas.

Solenergi

I kärnan i de flesta stjärnor, vätesäkringar, det enklaste och vanligaste elementet i universum, för att producera helium, nästa mer komplexa element efter väte. Denna kärnfusionsprocess, som inträffar kontinuerligt inuti solen, släpper ut stora mängder energi som når jorden i form av ljus och värme.

Förbränning

Förbränning är en kemisk reaktion som frigör värmen snabbt. Det förekommer alltid i närvaro av syre och kräver ett brännbart material, såsom trä, kol eller bensin. I dem finns ett utbyte av elektroner där syre tar dem från bränsle, frigör ljus och värme i processen.

Genom att gnugga

I exemplet i början, när du gnuggar händerna när det är kallt, känns en tröstande värmekänsla. Genom att göra detta ökar kinetisk friktion energin hos partiklarna på hudytan och ökar därför termisk energi.

Detsamma händer när du skjuter en bok på ett bord och i allmänhet när det finns en relativ rörelse av ytor i kontakt. På mikroskopisk nivå upplever partiklarna på de två ytorna en ökning av deras kinetiska energi, vilket innebär en temperaturökning, som kan uppfattas helt enkelt genom att beröra ytorna.

Genom att passera elektrisk ström

Materialen värms upp till passagen av den elektriska strömmen, så kablarna på de elektriska enheterna, när de är anslutna till skottet, känns heta när du berör plastbeläggningen. Denna uppvärmning kallas Jouleffekt.

Genom radioaktivt förfall

Inuti jorden finns det instabila element som naturligtvis minskar, det vill säga de utvisar partiklar i sina kärnor för att förvandlas till andra mer stabila element. Denna process åtföljs av den termiska energiutsläppet, som värmer planetens inre.

Kan tjäna dig: Potentiell energi: Egenskaper, typer, beräkning och exempel

Termisk energiöverföring

Det finns tre grundläggande mekanismer för att överföra termisk energi, det vill säga att överföra värme från en kropp till en annan: ledning, konvektion och strålning.

Körning

Termisk ledning

Det förekommer helst i fasta material, vars partiklar kolliderar med varandra utan dessa förflyttning. Metaller är bra värmeledare tack vare de fria elektronerna de har.

Konvektion

Genom denna process transporteras värmen bredvid degen, som i allmänhet är en vätska, till exempel en vätska. Genom att koka vattnet i en kruka, värms degen som är i bakgrunden, nära lågan, värmer upp och expanderar, så att densiteten minskar och vätskan stiger upp. Således sjunker de kallare delarna för att värma upp i sin tur.

Strålning

Till skillnad från körning och konvektion behöver strålning inte materialmediet för att spridas, eftersom det gör det genom elektromagnetiska vågor. På detta sätt når den termiska energin från solen jorden genom tomt utrymme.

Referenser

1. Kärnenergi. Vad är termisk energi? Återhämtat sig från: nukle-kärnkraft.netto.
2. Figueroa, D. Vätskor och termodynamik. Fysisk serie för vetenskap och teknik. Volym 4. Redigerad av D. Figueroa, Simón Bolívar University.
3. Iraldi, r. Energi. Återhämtad från: fysik.Ciens.Ucv.gå.
4. Rex, a. 2011. Fysikens grunder. Pearson.
5. Sears, Zemansky. 2016. Universitetsfysik med modern fysik. 14th. Ed. Volym 1. Pearson.