Топлинната енергия (също топлинна енергия или топлинна енергия) е проява на енергия под формата на топлина. Във всички материали атомите, изграждащи техните молекули, се движат непрекъснато, движат се или вибрират.
Това движение на частиците предполага, че атомите имат определена кинетична енергия, която ние наричаме топлина, топлинна енергия или топлинна енергия. По някакъв начин топлинната енергия е вътрешната енергия на тялото.
Вътрешната енергия на термодинамичната система може да бъде променена по два начина: чрез извършване на работа по системата и чрез обмен на топлина с околната среда. Енергията, която тялото получава или губи в процеса на обмен на топлина с околната среда, се нарича количеството топлина или просто топлина.
Енергията се измерва в джаули (J) съгласно международната система. Въпреки че, когато става въпрос за калорична енергия, обикновено се използват и калории (кал).
Предаване на топлинна енергия
Тази форма на енергия може да се предава от едно тяло на друго, следвайки законите на термодинамиката по три различни начина:
- Радиационно предаване на топлина.
- Предаване на топлинна енергия чрез проводимост.
- Предаване на топлинна енергия чрез конвекция.
Топлинната енергия от радиацията се предава чрез електромагнитни вълни. Това е начинът, по който топлинната енергия от Слънцето достига до нас.
Основният пример за този случай се намира в инсталациите за топлинна слънчева енергия, които се възползват от слънчевата радиация за нагряване на водата. Топлата вода, получена от тези слънчеви инсталации, обикновено се използва за отопление и за използване като битова гореща вода.
Предаването на топлинна енергия чрез проводимост се изпитва, когато топло тяло е във физически контакт с по-хладно тяло. Енергията винаги се предава от топлото тяло към студеното тяло. Ако и двете тела са с еднаква температура, няма пренос на енергия. Когато докоснем парче лед с ръка, част от топлинната енергия от ръката ни се прехвърля върху леда, поради което ни е студено.
Предаването на топлинна енергия чрез конвекция се случва, когато горещите молекули се движат от едната страна към другата. Това би било случаят с вятъра, способен да движи молекули с определена топлинна енергия от едната страна до другата.
Топлина във фазови промени
Ако тялото се снабдява с топлинна енергия, увеличете температурата му. От друга страна, ако се откаже от топлинната енергия навън, тя се охлажда. Това се случва, докато това тяло не променя фазата. Тоест, по време на трансформацията от твърдо в течно, от течно в газово и обратно, варирането на топлината не означава промяна в температурата, докато трансформацията не завърши.
Енергията, необходима за фазовия преход на единица маса на веществото, се нарича специфична топлина на фазовото преобразуване.
Фазови промени на водата
Пример за това явление може да се наблюдава с вода.
Ако топлината се подава към течна вода, тя повишава температурата до 100 градуса по Целзий. И така, кипене. От тази температура енергийният трансфер се използва за промяна на течното състояние в газово (водна пара).
По това време температурата ще остане постоянна, докато цялата вода стане пара. Когато цялата вода е пара, температурата може да продължи да се повишава.
Примери за топлинна енергия
Топлинната енергия често е свързана с други видове енергия. Ето няколко примера за топлинна енергия:
- Ядрена енергия. В процеса на ядрено делене на атоми на уран се отделя голямо количество енергия под формата на топлина.
- Химична енергия. При химическа реакция. Екзотермичните реакции генерират топлина.
- Електроенергия. Преминаването на електрони през резистор генерира топлина.
- Геотермална енергия. Това е използването на топлина от вътрешността на Земята.
- Изкопаеми горива. При изгарянето на изкопаеми горива. Двигатели за автомобили и др.
В много от тези полета тази енергия се използва за получаване на механична енергия. Или потенциална енергия.
Препратки
- Основни принципи на класическата и статистическа термодинамика (PDF) (en)
- Топлинна енергия в енциклопедия Британика (en)
Дата на публикуване: 10 декември 2009 г.
Последен преглед: 16 май 2020 г.