Определение и примеры тепловой энергии

Большинство людей используют слово тепло для описания чего-то, что кажется теплым, однако в науке термодинамические уравнения, в частности, тепло, определяются как поток энергии между двумя системами посредством кинетическая энергия. Это может принимать форму передачи энергии от теплого объекта к более холодному объекту. Проще говоря, тепловая энергия, также называемая тепловой энергией или просто теплом, передается из одного места в другое, когда частицы подпрыгивают друг на друга. Вся материя содержит тепловую энергию, и чем больше тепловой энергии, тем горячее будет предмет или область.

Различие между жарой и температура это тонкий, но очень важный. Тепло относится к передаче энергии между системами (или телами), тогда как температура определяется энергией, содержащейся в единственной системе (или теле). Другими словами, тепло - это энергия, а температура - это мера энергии. Добавление тепла повысит температуру тела, а удаление тепла снизит температуру, поэтому изменения температуры являются результатом наличия тепла или, наоборот, недостатка тепла.

Вы можете измерить температуру в помещении, поместив в нее термометр и измерив температуру окружающего воздуха. Вы можете добавить тепло в комнату, включив обогреватель. Как тепло добавляется в комнату, температура повышается.

Частицы имеют больше энергии при более высоких температурах, и, поскольку эта энергия передается от одной системы к другой, быстро движущиеся частицы будут сталкиваться с более медленно движущимися частицами. Когда они сталкиваются, более быстрая частица передает часть своей энергии более медленной частице, и процесс будет продолжаться, пока все частицы не будут работать с одинаковой скоростью. Это называется тепловым равновесием.

Единица СИ поскольку тепло является формой энергии, называемой джоулем (J). Теплота также часто измеряется в калориях, которые определяются как «количество тепла, необходимое для повышения температуры одного грамма воды с 14,5 градусов Цельсия до 15,5 градусов». Celsius«Температура также иногда измеряется в« британских тепловых единицах »или Btu.

В физических уравнениях количество передаваемого тепла обычно обозначается символом Q. Теплопередача может указываться либо положительным, либо отрицательным числом. Тепло, которое выделяется в окружающую среду, записывается как отрицательная величина (Q <0). Когда тепло поглощается из окружающей среды, оно записывается как положительное значение (Q> 0).

Существует три основных способа передачи тепла: конвекция, проводимость и излучение. Многие дома отапливаются в процессе конвекции, которая передает тепловую энергию через газы или жидкости. В домашних условиях, когда воздух нагревается, частицы получают тепловую энергию, позволяя им двигаться быстрее, нагревая более холодные частицы. Поскольку горячий воздух менее плотный, чем холодный, он поднимется. Когда более холодный воздух падает, его можно втянуть в наши системы отопления, что снова позволит более быстрым частицам нагревать воздух. Это считается круговым потоком воздуха и называется конвекционным током. Эти потоки кружат и обогревают наши дома.

Процесс проводимости - это передача тепловой энергии от одного тела к другому, в основном две вещи, которые касаются друг друга. Мы можем видеть пример этого можно увидеть, когда мы готовим на плите. Когда мы помещаем холодную кастрюлю на горячую горелку, тепловая энергия передается от горелки к кастрюле, которая, в свою очередь, нагревается.

Излучение - это процесс, в котором тепло движется через места, где нет молекул, и фактически является формой электромагнитной энергии. Любой предмет, тепло которого ощущается без прямой связи, излучает энергию. Вы можете увидеть это в лучах солнца, ощущение тепла, исходящего от костра, который находится на расстоянии нескольких футов, и даже в тот факт, что комнаты, полные людей, естественно, будет теплее, чем пустые комнаты, потому что тело каждого человека излучает высокая температура.