thermische energie

Fysiek

2022

We leggen uit wat thermische energie is, hoe het wordt verkregen en wat de kenmerken zijn. Ook, wat is calorische energie.

De vele toepassingen van warmte-energie zijn onder meer ons te beschermen tegen de kou en voedsel te koken.

Wat is thermische energie?

Thermische energie of warmte-energie is de mate van Energie intern vervat in een thermodynamisch systeem in evenwicht (een lichaam, een set deeltjes, a molecuul, etc.) en dat is evenredig met zijn temperatuur- absoluut.

Met andere woorden, thermische energie genereert de beweging intern en willekeurig deeltjes van een lichaam (dat wil zeggen, het is gelijk aan de Kinetische energie), die toeneemt of afneemt door energieoverdracht, meestal in de vorm van warmte of van functie.

De temperatuur van a systeem en zijn vermogen om arbeid te genereren (beweging, enz.) hangt af van zijn thermische energie. Dit komt omdat, zoals met alle vormen van energie, het tot op zekere hoogte kan worden getransformeerd, overgedragen of behouden.

Dit impliceert dat thermische energie ook verantwoordelijk is voor de staten van materie aggregatie, omdat bij hogere energieniveaus, grotere agitatie van de samenstellende deeltjes van de materie en minder kans om beperkte ruimte te delen.

De deeltjes van a vloeistof zijn energieker dan die van a stevig, en die van een gas- veel meer dan die van een vloeistof. Om deze reden kunnen we over het algemeen een vaste stof verwarmen (dat wil zeggen, thermische energie introduceren) en deze naar de vloeibare toestand brengen, en doorgaan met verwarmen om hem in een gasvormige toestand te brengen.

Het verlies of de winst van thermische energie is wat de verwarming of koeling van een lichaam of systeem definieert. De volgende concepten mogen echter niet worden verward:

  • Temperatuur. Het is de gemiddelde kinetische energie van de deeltjes in een lichaam of systeem.
  • Warmte. Het is de overdracht van interne energie van het ene lichaam of systeem naar het andere, als een product van een temperatuurverschil.
  • Thermische energie. Het is de totale energie van de moleculen in een lichaam of systeem.

Kenmerken van thermische energie

Thermische energie kan van het ene systeem naar het andere worden overgedragen.

Zoals alle thermodynamische systemen de neiging hebben om: thermisch evenwicht met zijn omgeving moet deze energie van het ene lichaam naar het andere of van het ene lichaam naar het andere kunnen worden overgebracht. omgeving, en het doet dit door middel van drie essentiële mechanismen:

  • Het rijden. De overdracht van energie vindt plaats door contact tussen lichamen, zonder uitwisseling van materie.
  • Convectie. De overdracht van energie vindt plaats door de beweging van a vloeistof (vloeistoffen of gassen). Als bijvoorbeeld twee vloeistoffen worden gemengd, zal de ene met een hogere temperatuur warmte aan de andere overdragen, door convectie.
  • straling. Energie wordt overgedragen zonder fysiek contact en door middel van elektromagnetische golven. De zon zendt bijvoorbeeld thermische energie uit door straling.

Hoe wordt thermische energie verkregen?

Een warme drank troost ons omdat het thermische energie in ons systeem introduceert.

Thermische energie kan op meerdere manieren worden verkregen, via verschillende bronnen die warmte leveren. Zo is bijvoorbeeld verwarming in de winter een bron van thermische energie die warmte afstaat en die ons lichaam opneemt om warm te blijven.

De warmte die door de verwarming wordt geleverd, is afkomstig van de transformatie van elektrische energie in thermische energie, dat wil zeggen, bronnen van dit type energie kunnen worden aangedreven door andere vormen van energie. Thermische energie kan bijvoorbeeld worden verkregen uit: chemische reacties, vooral die van oxide-reductie of verbranding.

Wanneer we een vuur aansteken, wanneer we voedsel voeren en verteren, of wanneer we bepaalde zuren en zeker metalen, we geven aanleiding tot een chemische reactie (of biochemie, in ons lichaam) waardoor we onze interne energie en dus onze thermische energie kunnen verhogen.

Voor- en nadelen van thermische energie

Het beheer van thermische energie is een groot voordeel voor de de mensheid, omdat het ons de mogelijkheid geeft om de temperatuur van ons lichaam en de ruimte die we bewonen te beheersen, en het garandeert comfort of zelfs overleving in vijandige klimatologische omgevingen.

Maar tegelijkertijd kan thermische energie leiden tot ongecontroleerde scenario's, waarbij warmte verbrandingsreacties veroorzaakt die kunnen leiden tot rampenzoals branden, verstikkingen of onvoorziene chemische reacties.

Voorbeelden van thermische energie

Verwarming voegt warmte-energie toe aan de lucht in een kamer.

Enkele voorbeelden van thermische energie:

  • De hitte van de zon, uitgestraald naar de ruimte om hem heen en die we samen met zijn . ontvangen licht elke dag.
  • De warmte die we aan voedsel toevoegen als we koken, verhoogt de thermische energie enorm en produceert chemische veranderingen in zijn samenstelling waardoor we het gemakkelijker kunnen verteren.
  • Een verwarming aan voegt thermische energie toe aan de omgeving van een kamer, en die ons lichaam absorbeert van de luchten we nemen het waar als warmte.
  • Als we een lucifer aansteken, schieten we een exotherme reactie, dat wil zeggen, een reactie die de thermische energie van het systeem verhoogt, tenminste tijdens de weer het kost tijd om fosfor te verbruiken.
  • Sommige fysieke verschijnselen die warmte genereren, zoals wrijving, verhoog de thermische energie van een systeem.

Thermische energie en warmte-energie

In algemene termen spreken we zonder verder onderscheid van thermische en calorische energie, aangezien beide termen in feite zijn: synoniemen.

!-- GDPR -->