termalna energija

Fizički

2022

Objašnjavamo što je toplinska energija, kako se dobiva i koje su njezine karakteristike. Također, što je kalorijska energija.

Mnoge upotrebe toplinske energije uključuju zaštitu od hladnoće i kuhanje hrane.

Što je toplinska energija?

Toplinska energija ili toplinska energija je stupanj Energija unutarnje sadržano u termodinamičkom sustavu u ravnoteži (tijelo, skup čestica, molekulaitd.) a to je proporcionalno njegovom temperatura apsolutna.

Drugim riječima, toplinska energija je ono što stvara pokret unutarnje i nasumične čestice tijela (odnosno, ono je ekvivalentno Kinetička energija), koji se povećava ili smanjuje prijenosom energije, obično u obliku toplina ili od posao.

Temperatura a sustav a njegova sposobnost stvaranja rada (kretanja i sl.) ovisi o njegovoj toplinskoj energiji. To je zato što se, kao i kod svih oblika energije, može transformirati, prenijeti ili sačuvati do određenog stupnja.

To implicira da je toplinska energija također odgovorna za stanja agregacije materije, budući da na višim razinama energije dolazi do većeg miješanja sastavnih čestica materija i manje šanse za dijeljenje ograničenog prostora.

Čestice a tekućina su energičniji od onih iz a čvrsta, a one od a plin mnogo više od onih u tekućini. Iz tog razloga možemo općenito zagrijati (tj. uvesti toplinsku energiju) krutinu i dovesti je u tekuće stanje, te nastaviti zagrijavati da bismo je doveli u plinovito stanje.

Gubitak ili dobitak toplinske energije ono je što definira zagrijavanje ili hlađenje tijela ili sustava. Međutim, ne treba miješati sljedeće pojmove:

  • Temperatura. To je prosječna kinetička energija čestica u tijelu ili sustavu.
  • Toplina. To je prijenos unutarnje energije s jednog tijela ili sustava na drugo, kao produkt razlike u temperaturi.
  • Termalna energija. To je ukupna energija molekula unutar tijela ili sustava.

Karakteristike toplinske energije

Toplinska energija se može prenositi s jednog sustava na drugi.

Kao što svi termodinamički sustavi teže toplinska ravnoteža sa svojom okolinom, ta energija se mora moći prenositi s jednog tijela na drugo ili s jednog tijela na drugo. okoliš, a to čini kroz tri osnovna mehanizma:

  • Vožnja. Prijenos energije odvija se kontaktom između tijela, bez izmjene tvari.
  • Konvekcija. Prijenos energije događa se kretanjem a tekućina (tekućine ili plinovi). Ako se, na primjer, pomiješaju dvije tekućine, onaj s višom temperaturom će prenijeti toplinu na drugu, konvekcijom.
  • Radijacija. Energija se prenosi bez potrebe za fizičkim kontaktom i pomoću elektromagnetskih valova. Na primjer, Sunce prenosi toplinsku energiju zračenjem.

Kako se dobiva toplinska energija?

Topli napitak nas tješi jer unosi toplinsku energiju u naš sustav.

Toplinska energija se može dobiti na više načina, kroz različite izvore koji isporučuju toplinu. Tako je, primjerice, grijanje zimi izvor toplinske energije koja odaje toplinu i koju naše tijelo apsorbira kako bi se zagrijalo.

Toplina dobivena grijanjem dolazi od transformacije električna energija u toplinskoj energiji, odnosno izvori ove vrste energije mogu se napajati drugim oblicima energije. Na primjer, toplinska energija se može dobiti iz kemijske reakcije, posebno onih od redukcija oksida ili izgaranje.

Kada ložimo vatru, kada hranimo i probavljamo hranu, ili kada miješamo određene kiseline i izvjesno metali, izazivamo kemijsku reakciju (ili biokemija, u našem tijelu) što nam omogućuje povećanje unutarnje energije, a time i toplinske energije.

Prednosti i nedostaci toplinske energije

Upravljanje toplinskom energijom velika je prednost za čovječanstvo, budući da nam daje mogućnost kontrole temperature našeg tijela i prostora u kojem živimo, te jamči udobnost ili čak preživljavanje u neprijateljskim klimatskim okruženjima.

No u isto vrijeme, toplinska energija može dovesti do nekontroliranih scenarija, u kojima toplina pokreće reakcije izgaranja koje mogu proizvesti katastrofekao što su požari, gušenja ili nepredviđene kemijske reakcije.

Primjeri toplinske energije

Grijanje dodaje toplinsku energiju zraku u prostoriji.

Neki primjeri toplinske energije:

  • Vrućina Sunce, ozračen na prostor oko sebe i koji primamo zajedno s njegovim svjetlo svaki dan.
  • Toplina koju dodajemo hrani tijekom kuhanja uvelike povećava njezinu toplinsku energiju i proizvodi kemijske promjene u svom sastavu koji nam omogućuju da ga lakše probavimo.
  • Uključeni grijač dodaje toplinsku energiju okolišu prostorije, a koju naše tijelo apsorbira iz nje zrak, a mi to doživljavamo kao toplinu.
  • Kad zapalimo šibicu, ispalimo a egzotermna reakcija, odnosno reakcija koja povećava toplinsku energiju sustava, barem tijekom vrijeme potrebno je vrijeme da se fosfor potroši.
  • Neki fizičke pojave koji stvaraju toplinu, kao npr trenje, povećati toplinsku energiju sustava.

Toplinska energija i toplinska energija

Općenito, govorimo o toplinskoj i kalorijskoj energiji bez daljnje razlike, budući da su oba pojma u osnovi sinonimi.

!-- GDPR -->