energia cieplna

Fizyczny

2022

Wyjaśniamy, czym jest energia cieplna, w jaki sposób jest pozyskiwana i jaka jest jej charakterystyka. A także czym jest energia kaloryczna.

Wiele zastosowań energii cieplnej obejmuje ochronę nas przed zimnem i gotowanie żywności.

Co to jest energia cieplna?

Energia cieplna lub energia cieplna to stopień Energia wewnętrzne zawarte w układzie termodynamicznym w równowadze (ciało, zbiór cząstek, a cząsteczka, itd.) i to jest proporcjonalne do jego temperatura absolutny.

Innymi słowy, energia cieplna generuje ruch wewnętrzne i losowe cząstki ciała (czyli jest to równoważne Energia kinetyczna), która zwiększa się lub zmniejsza przez transfer energii, zwykle w postaci ciepło lub z stanowisko.

Temperatura system a jego zdolność do generowania pracy (ruchu itp.) zależy od jego energii cieplnej. Dzieje się tak, ponieważ, podobnie jak w przypadku wszystkich form energii, może być ona do pewnego stopnia przekształcana, przekazywana lub zachowywana.

Oznacza to, że energia cieplna jest również odpowiedzialna za stany skupienia materii, ponieważ przy wyższych poziomach energii większe mieszanie cząstek składowych materiał i mniejsze szanse na dzielenie ograniczonej przestrzeni.

Cząstki płyn są bardziej energiczne niż te z solidnyi te z gaz znacznie więcej niż płynów. Z tego powodu możemy ogólnie ogrzać (to znaczy wprowadzić energię cieplną) ciało stałe i doprowadzić je do stanu ciekłego, a następnie kontynuować podgrzewanie, aby doprowadzić je do stanu gazowego.

Utrata lub zysk energii cieplnej jest tym, co definiuje ogrzewanie lub chłodzenie ciała lub systemu. Nie należy jednak mylić następujących pojęć:

  • Temperatura. Jest to średnia energia kinetyczna cząstek w ciele lub układzie.
  • Ciepło. Jest to transfer energii wewnętrznej z jednego ciała lub układu do drugiego, jako iloczyn różnicy temperatur.
  • Energia cieplna. Jest to całkowita energia cząsteczek w ciele lub systemie.

Charakterystyka energii cieplnej

Energia cieplna może być przekazywana z jednego systemu do drugiego.

Jak wszystkie systemy termodynamiczne mają tendencję do równowaga termiczna; równowaga cieplna wraz z otoczeniem energia ta musi być w stanie przenosić się z jednego ciała do drugiego lub z jednego ciała do drugiego. środowiskoi robi to za pomocą trzech podstawowych mechanizmów:

  • Napędowy. Transfer energii odbywa się poprzez kontakt między ciałami, bez wymiany materii.
  • Konwekcja. Transfer energii odbywa się poprzez ruch płyn (ciecze lub gazy). Jeśli, na przykład, zmieszają się dwa płyny, ten o wyższej temperaturze będzie przekazywał ciepło drugiemu poprzez konwekcję.
  • Promieniowanie. Energia przekazywana jest bez kontaktu fizycznego i za pomocą fal elektromagnetycznych. Na przykład słońce przekazuje energię cieplną poprzez promieniowanie.

Jak pozyskuje się energię cieplną?

Gorący napój nas uspokaja, ponieważ wprowadza do naszego systemu energię cieplną.

Energię cieplną można pozyskiwać na wiele sposobów, z różnych źródeł dostarczających ciepło. I tak np. ogrzewanie zimą jest źródłem energii cieplnej, która oddaje ciepło i którą nasz organizm przyswaja, aby się ogrzać.

Ciepło dostarczane przez ogrzewanie pochodzi z przemiany energia elektryczna w energii cieplnej, czyli źródła tego rodzaju energii mogą być zasilane innymi formami energii. Na przykład energię cieplną można uzyskać z reakcje chemiczne, zwłaszcza tych z redukcja tlenków lub spalanie.

Kiedy rozpalamy ogień, kiedy karmimy i trawimy jedzenie lub kiedy mieszamy pewne kwasy i pewne metale, powodujemy reakcję chemiczną (lub biochemia, w naszym ciele), który pozwala nam zwiększyć naszą wewnętrzną energię, a tym samym naszą energię cieplną.

Zalety i wady energii cieplnej

Zagospodarowanie energii cieplnej to ogromna zaleta dla ludzkość, ponieważ daje nam możliwość kontrolowania temperatury naszego ciała i przestrzeni, którą zamieszkujemy, a także gwarantuje komfort, a nawet przetrwanie w nieprzyjaznych warunkach klimatycznych.

Ale jednocześnie energia cieplna może prowadzić do niekontrolowanych scenariuszy, w których ciepło wyzwala reakcje spalania, które mogą wytworzyć katastrofytakie jak pożary, uduszenia lub nieprzewidziane reakcje chemiczne.

Przykłady energii cieplnej

Ogrzewanie dodaje energię cieplną do powietrza w pomieszczeniu.

Kilka przykładów energii cieplnej:

  • Ciepło Słońce, napromieniowanych do otaczającej go przestrzeni i które otrzymujemy razem z jego światło codzienny.
  • Ciepło, które dodajemy do żywności podczas gotowania, znacznie zwiększa jej energię cieplną i wytwarza zmiany chemiczne w swoim składzie, który pozwala nam go łatwiej trawić.
  • Grzejnik włączony dodaje energię cieplną do otoczenia w pomieszczeniu, którą nasz organizm pochłania z powietrze, a my odbieramy to jako ciepło.
  • Kiedy zapalamy zapałkę, odpalamy reakcja egzotermiczna, czyli reakcja, która zwiększa energię cieplną układu przynajmniej w czasie pogoda spożycie fosforu wymaga czasu.
  • Niektóre zjawiska fizyczne generujące ciepło, takie jak tarcie, zwiększyć energię cieplną systemu.

Energia cieplna i energia cieplna

Ogólnie mówimy o energii cieplnej i kalorycznej bez dalszego rozróżniania, ponieważ oba terminy są zasadniczo synonimy.

!-- GDPR -->