Definice a příklady tepelné energie

Většina lidí používá slovo teplo k popisu něčeho, co se cítí teplo, avšak ve vědě jsou termodynamické rovnice, zejména teplo, definovány jako tok energie mezi dvěma systémy pomocí Kinetická energie. To může mít podobu přenosu energie z teplého předmětu do chladnějšího objektu. Zjednodušeně řečeno, tepelná energie, nazývaná také tepelná energie nebo jednoduše teplo, je přenášena z jednoho místa na druhé částicemi, které se navzájem odrážejí. Veškerá hmota obsahuje tepelnou energii a čím více tepelné energie je přítomno, tím teplejší bude položka nebo oblast.

Rozdíl mezi teplem a teplota je jemný, ale velmi důležitý. Teplo se vztahuje k přenosu energie mezi systémy (nebo těly), zatímco teplota je určena energií obsaženou v jednotném systému (nebo těle). Jinými slovy, teplo je energie, zatímco teplota je měřítkem energie. Přidání tepla zvýší teplotu těla, zatímco odstranění tepla sníží teplotu, takže změny teploty jsou výsledkem přítomnosti tepla nebo naopak nedostatkem tepla.

Teplotu místnosti můžete měřit umístěním teploměru v místnosti a změřením teploty okolního vzduchu. Do místnosti můžete přidat teplo tím, že zapnete prostorové topení. Když se do místnosti přidává teplo, teplota stoupá.

Částice mají více energie při vyšších teplotách a jak se tato energie přenáší z jednoho systému do druhého, rychle se pohybující částice se srazí s pomaleji se pohybujícími částicemi. Když se srazí, rychlejší částice přenese část své energie do pomalejší částice a proces bude pokračovat, dokud všechny částice nebudou fungovat stejnou rychlostí. Tomu se říká tepelná rovnováha.

Jednotka SI pro teplo je forma energie zvaná joule (J). Teplo se také často měří v kalorii (cal), která je definována jako „množství tepla potřebné ke zvýšení teploty jednoho gramu vody ze 14,5 stupňů Celsia na 15,5 stupňů Celsia"Teplo se také někdy měří v" britských tepelných jednotkách "nebo v Btu.

Ve fyzických rovnicích je množství přeneseného tepla obvykle označeno symbolem Q. Přenos tepla může být označen kladným nebo záporným číslem. Teplo, které se uvolňuje do okolí, je zapsáno jako záporné množství (Q <0). Když je teplo absorbováno z okolí, je zapsáno jako kladná hodnota (Q> 0).

Existují tři základní způsoby přenosu tepla: konvekce, vedení a záření. Mnoho domů je vyhříváno konvekčním procesem, který přenáší tepelnou energii prostřednictvím plynů nebo kapalin. V domácnosti, když se vzduch zahřívá, získávají částice tepelnou energii, která jim umožňuje rychleji se pohybovat a chladící částice zahřívá. Protože horký vzduch je méně hustý než studený vzduch, bude stoupat. Když chladný vzduch padá, může být nasáván do našich topných systémů, což opět umožní rychlejším částečkám zahřát vzduch. Toto je považováno za cirkulační proud vzduchu a nazývá se konvekční proud. Tyto proudy krouží a ohřívají naše domovy.

Proces vedení je přenos tepelné energie z jedné pevné látky na druhou, v podstatě dvě věci, které se dotýkají. Příklad toho vidíme, když vaříme na sporáku. Když položíme chladicí pánev na horký hořák, tepelná energie se přenáší z hořáku na pánev, která se zase zahřívá.

Záření je proces, ve kterém se teplo pohybuje místy, kde nejsou molekuly, a ve skutečnosti je to forma elektromagnetické energie. Jakákoli položka, jejíž teplo lze cítit bez přímého připojení, vyzařuje energii. Můžete to vidět v žáru slunce, pocit tepla přicházejícího z ohně, který je několik metrů od sebe, a dokonce i v skutečnost, že pokoje plné lidí budou přirozeně teplejší než prázdné místnosti, protože tělo každého člověka vyzařuje teplo.