termisk energi

Fysisk

2022

Vi forklarer, hvad termisk energi er, hvordan den opnås, og hvad dens egenskaber er. Også hvad er kalorieenergi.

De mange anvendelser af varmeenergi omfatter at beskytte os mod kulden og lave mad.

Hvad er termisk energi?

Termisk energi eller varmeenergi er graden af Energi indre indeholdt i et termodynamisk system i ligevægt (et legeme, et sæt partikler, en molekyleosv.), og det er proportionalt med dets temperatur absolut.

Med andre ord er termisk energi det, der genererer bevægelse internt og tilfældigt partikler af en krop (det vil sige, at den svarer til Kinetisk energi), som øges eller falder ved energioverførsel, normalt i form af varme eller fra job.

Temperaturen på en system og dens evne til at generere arbejde (bevægelse osv.) afhænger af dens termiske energi. Dette er fordi, som med alle former for energi, kan den transformeres, transmitteres eller bevares til en vis grad.

Dette indebærer, at termisk energi også er ansvarlig for tilstande af stofsammenlægning, da ved højere energiniveauer, større omrøring af de bestanddele, partikler af stof og mindre chance for at dele begrænset plads.

Partiklerne af en væske er mere energiske end en solid, og de af en gas meget mere end en væskes. Af denne grund kan vi generelt opvarme (det vil sige indføre termisk energi) et fast stof og bringe det til flydende tilstand og fortsætte med at opvarme det for at bringe det til en gasformig tilstand.

Tabet eller gevinsten af ​​termisk energi er det, der definerer opvarmningen eller afkølingen af ​​en krop eller et system. Følgende begreber bør dog ikke forveksles:

  • Temperatur. Det er den gennemsnitlige kinetiske energi af partiklerne i en krop eller et system.
  • Varme. Det er overførsel af indre energi fra et legeme eller system til et andet, som et produkt af en temperaturforskel.
  • Termisk energi. Det er den samlede energi af molekylerne i en krop eller et system.

Karakteristika for termisk energi

Termisk energi kan overføres fra et system til et andet.

Som alle termodynamiske systemer har tendens til termisk ligevægt med sit miljø skal denne energi kunne overføres fra en krop til en anden eller fra en krop til en anden. miljø, og det gør det gennem tre væsentlige mekanismer:

  • Kørsel. Overførslen af ​​energi sker gennem kontakt mellem kroppe, uden udveksling af stof.
  • Konvektion. Overførslen af ​​energi sker gennem bevægelsen af ​​en væske (væsker eller gasser). Hvis f.eks. to væsker blandes, vil den ene med en højere temperatur overføre varme til den anden ved konvektion.
  • Stråling. Energi overføres uden behov for fysisk kontakt og ved hjælp af elektromagnetiske bølger. For eksempel transmitterer solen termisk energi ved stråling.

Hvordan opnås termisk energi?

En varm drik trøster os, fordi den introducerer termisk energi i vores system.

Termisk energi kan opnås på flere måder, gennem forskellige kilder, der leverer varme. Således er for eksempel opvarmning om vinteren en kilde til termisk energi, der afgiver varme, og som vores krop optager for at holde varmen.

Den varme, som opvarmningen giver, kommer fra omdannelsen af elektrisk strøm i termisk energi, det vil sige, at kilder til denne type energi kan drives af andre former for energi. For eksempel kan termisk energi hentes fra kemiske reaktioner, især dem af oxid-reduktion eller forbrænding.

Når vi tænder bål, når vi fodrer og fordøjer mad, eller når vi blander noget syrer og visse metaller, giver vi anledning til en kemisk reaktion (eller biokemi, i vores krop), der giver os mulighed for at øge vores indre energi og dermed vores termiske energi.

Fordele og ulemper ved termisk energi

Styringen af ​​termisk energi er en stor fordel for menneskelighed, da det giver os mulighed for at kontrollere temperaturen i vores krop og det rum, vi bebor, og det garanterer komfort eller endda overlevelse i fjendtlige klimatiske miljøer.

Men samtidig kan termisk energi føre til ukontrollerede scenarier, hvor varme udløser forbrændingsreaktioner, der kan producere katastrofersåsom brande, kvælning eller uforudsete kemiske reaktioner.

Eksempler på termisk energi

Opvarmning tilfører varmeenergi til luften i et rum.

Nogle eksempler på termisk energi:

  • Varmen fra Sol, bestrålet til rummet omkring ham, og som vi modtager sammen med hans lys hver dag.
  • Den varme, vi tilføjer til maden, når vi laver mad, øger dens varmeenergi og producerer kemiske ændringer i sin sammensætning, der gør det muligt for os at fordøje det lettere.
  • En varmelegeme på tilføjer termisk energi til miljøet i et rum, og som vores krop absorberer fra luft, og vi opfatter det som varme.
  • Når vi tænder en tændstik, affyrer vi en eksoterm reaktion, det vil sige en reaktion, der øger systemets termiske energi, i det mindste i løbet af vejr det tager tid for fosfor at blive forbrugt.
  • Nogle fysiske fænomener der genererer varme, som f.eks friktion, øge den termiske energi i et system.

Termisk energi og varmeenergi

Generelt taler vi om termisk og kalorieenergi uden yderligere skelnen, da begge udtryk grundlæggende er synonymer.

!-- GDPR -->