Πώς ξέρετε ότι υπάρχει θερμική ενέργεια;
1. Άμεση παρατήρηση:
* Θερμοκρασία: Μπορούμε να μετρήσουμε άμεσα τη θερμοκρασία των αντικειμένων χρησιμοποιώντας θερμόμετρα. Η θερμοκρασία είναι μια άμεση ένδειξη της μέσης κινητικής ενέργειας των σωματιδίων μέσα σε μια ουσία. Η υψηλότερη θερμοκρασία σημαίνει ότι τα σωματίδια κινούνται ταχύτερα, διαθέτοντας περισσότερη θερμική ενέργεια.
* επέκταση: Όταν θερμαίνονται, οι περισσότερες ουσίες επεκτείνονται. Αυτή η επέκταση είναι μια άμεση συνέπεια της αυξημένης θερμικής ενέργειας που προκαλεί τα σωματίδια να μετακινούνται μακρύτερα. Σκεφτείτε ένα γέμισμα με μπαλόνι με αέρα όταν θερμαίνετε.
* Αλλαγές φάσης: Η θερμική ενέργεια οδηγεί τις αλλαγές φάσης όπως η τήξη, η κατάψυξη, η βρασμό και η συμπύκνωση. Η προσθήκη της θερμικής ενέργειας στον πάγο το λιώνει στο νερό και προσθέτοντας περισσότερη ενέργεια βράζει σε ατμό. Αυτό καταδεικνύει πώς η θερμική ενέργεια μεταβάλλει την κατάσταση της ύλης.
2. Έμμεση παρατήρηση:
* Μεταφορά θερμότητας: Βιώνουμε τη μεταφορά θερμικής ενέργειας από θερμότερα σε πιο δροσερά αντικείμενα. Αισθάνεστε τη ζέστη ενός μαγειρικού σχεδιασμού ή την ψύχρα ενός κύβου πάγου. Αυτή η μεταφορά ενέργειας είναι γνωστή ως θερμότητα και είναι ένας πρωταρχικός τρόπος που παρατηρούμε τη θερμική ενέργεια.
* Χημικές αντιδράσεις: Οι χημικές αντιδράσεις συχνά απελευθερώνουν ή απορροφούν θερμική ενέργεια. Η καύση καυσίμου απελευθερώνει τη θερμότητα και το φαγητό μαγειρέματος απαιτεί την προσθήκη θερμότητας για την έναρξη χημικών αντιδράσεων.
* Εργασία: Η θερμική ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κάνει δουλειά. Οι μηχανές ατμού χρησιμοποιούν θερμική ενέργεια για να οδηγούν τα έμβολα και οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής μετατρέπουν τη θερμική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια.
3. Επιστημονική μέτρηση:
* θερμιδομετρία: Αυτή η τεχνική μετρά τη ροή θερμότητας μέσα ή έξω από ένα σύστημα. Χρησιμοποιεί ακριβή όργανα για να καθορίσει την ποσότητα θερμικής ενέργειας που απορροφάται ή απελευθερώνεται σε μια διαδικασία.
* Θερμοδυναμική: Αυτός ο κλάδος της φυσικής μελετά τις σχέσεις μεταξύ θερμότητας, εργασίας και εσωτερικής ενέργειας. Παρέχει ένα θεωρητικό πλαίσιο για την κατανόηση του τρόπου με τη μεταφορά και τη μετατροπή της θερμικής ενέργειας.
Συνοπτικά, γνωρίζουμε ότι υπάρχει θερμική ενέργεια λόγω:
* Οι αισθήσεις μας: Νιώθουμε θερμότητα και κρύο.
* Παρατηρούμενα φαινόμενα: Επέκταση, αλλαγές φάσης, μεταφορά θερμότητας.
* Επιστημονικές μετρήσεις: Θερμιδομετρία, θερμοδυναμική.
Η θερμική ενέργεια είναι μια θεμελιώδη έννοια στη φυσική και τα αποτελέσματά της είναι εμφανή σε όλα γύρω μας.
