Karakteristik energi termal, memperoleh, mentransfer

Itu energi termal o Energi panas suatu tubuh adalah energi internal yang terkait dengan suhunya, jadi ia bermanifestasi dalam bentuk panas. Eksperimen Energi Termal sangat sederhana: cukup untuk menggosok tangan Anda untuk merasakan panas yang disebabkan oleh gesekan.

Asal usul energi termal terletak, di satu sisi, dalam gerakan konstan partikel pada tingkat molekul, yang memberi mereka energi kinetik, yang merupakan energi yang terkait dengan gerakan.

Skema cara mentransfer energi termal

Di sisi lain, partikel memiliki properti yang disebut muatan listrik, yang menurutnya mereka berinteraksi sesuai dengan posisi relatif mereka. Kontribusi ini terhadap energi termal tubuh adalah energi potensial.

Penting untuk menekankan bahwa energi termal bukanlah bentuk energi baru, tetapi cara merujuk pada jumlah energi kinetik dan potensial dari sistem partikel yang sangat besar. Ukuran energi ini adalah suhu, oleh karena itu, semakin tinggi suhu sesuatu, semakin banyak energi termal atau panas.

[TOC]

Karakteristik energi termal

Untuk memasak, perlu untuk mentransfer energi termal ke makanan

Energi termal suatu sistem ditandai oleh:

-Memiliki unit yang sama dengan pekerjaan dan bentuk energi lainnya.

-Dengan mudah ditransfer dari satu bahan ke bahan lainnya melalui mekanisme fundamental tertentu yang dijelaskan di bawah ini.

-Bervariasi dalam dua cara: energi pertukaran pertama dengan lingkungan, yang dalam hal ini dibicarakan transfer, dan yang lainnya melakukan beberapa pekerjaan pada sistem yang menambah atau mengurangi energi.

Unit dan formula

Unit energi termal dalam sistem internasional adalah Joule, Singkat J, untuk menghormati fisikawan Inggris James Prescott Joule. Namun, sejauh menyangkut energi termal, unit penggunaan umum kalori.

Dalam hal Joule, kalori termokimia setara dengan 4.1840 J dan kilokaloria mewakili 1000 kalori.

Dapat melayani Anda: Millikan Eksperimen: Prosedur, Penjelasan, Pentingnya

Energi termal sebanding dengan suhu tubuh. Ya DAN_C Itu adalah energi kinetik dan T Suhu, konstanta proporsionalitasnya k_B Atau konstanta Boltzmann, energi kinetik rata -rata partikel untuk setiap derajat kebebasan diberikan oleh persamaan berikut:

DAN_C = ½ k_B∙ t

Misalnya, molekul gas monoatomik, seperti helium atau argon, dapat bergerak di mana saja di dalam ruangan, maka ia memiliki 3 derajat kebebasan dan energi terjemahan kinetiknya setara dengan 3 kali persamaan sebelumnya:

DAN_C = 3/2 ∙ k_B∙ t

Dalam unit sistem internasional, konstanta Boltzmann bernilai 1.380649 × 10²³ J/k.

Dengan asumsi bahwa molekul gas berinteraksi sangat sedikit satu sama lain (gas ideal) dan bahwa mereka hanya memiliki gerakan terjemahan, energi internal atau setara dengan energi kinetik DAN_C.

Ketika kontribusi lain diperhitungkan, sebagai gerakan rotasi misalnya, E = ½ K ∙ t ditambahkan untuk setiap kemungkinan gerakan.

Dimana energi termal diperoleh?

Ketika dua tubuh dengan suhu yang berbeda berhubungan, energi secara spontan mengalir dari yang paling keren ke yang terdingin, sampai keseimbangan termal tercapai dan suhu disamakan.

Begitu dalam keseimbangan termal dengan lingkungannya, tubuh menyerap energi termal sebanyak mungkin.

Seringkali perubahan ini menghasilkan transformasi. Misalnya, saat pemanasan, sebagian besar zat mengembang dan saat mendinginkan mereka berkontraksi. Perubahan status juga dapat terjadi, seperti padatan menjadi cair atau menderita transformasi kimia.

Dapatkan energi termal dimungkinkan melalui berbagai jalur. Bagi Bumi, sumber utama adalah Matahari, tetapi Bumi itu sendiri menghasilkan panas sendiri melalui peluruhan radioaktif dari beberapa elemen yang tidak stabil.

Dapat melayani Anda: model atom Schrödinger

Reaksi kimia dan listrik juga menghasilkan energi termal yang dapat dieksploitasi.

Energi matahari

Pada inti sebagian besar bintang, sekering hidrogen, elemen paling sederhana dan paling melimpah di alam semesta, untuk menghasilkan helium, elemen yang lebih kompleks berikutnya setelah hidrogen. Proses fusi nuklir ini, yang terjadi terus menerus di dalam matahari, melepaskan sejumlah besar energi yang mencapai bumi dalam bentuk cahaya dan panas.

Pembakaran

Pembakaran adalah reaksi kimia yang melepaskan panas dengan cepat. Itu selalu terjadi di hadapan oksigen dan membutuhkan bahan yang mudah terbakar, seperti kayu, batu bara atau bensin. Di dalamnya ada pertukaran elektron di mana oksigen mengambilnya dari bahan bakar, melepaskan cahaya dan panas dalam prosesnya.

Dengan menggosok

Dalam contoh awal, saat menggosok tangan saat dingin, perasaan panas yang menghibur terasa. Dengan melakukan itu, gesekan kinetik meningkatkan energi partikel pada permukaan kulit dan karenanya meningkatkan energi termal.

Hal yang sama terjadi saat mendorong buku di atas meja dan secara umum setiap kali ada gerakan relatif permukaan yang bersentuhan. Pada tingkat mikroskopis, partikel -partikel dari dua permukaan mengalami peningkatan energi kinetiknya, yang diterjemahkan menjadi kenaikan suhu, yang dapat dirasakan hanya dengan menyentuh permukaan.

Dengan melewati arus listrik

Bahan dipanaskan sampai ke lorong arus listrik, sehingga kabel perangkat listrik, ketika mereka terhubung ke bidikan, terasa panas saat menyentuh lapisan plastik. Pemanasan ini disebut Efek Joule.

Oleh pembusukan radioaktif

Di dalam bumi ada unsur -unsur yang tidak stabil yang menurun secara alami, yaitu, mereka mengeluarkan partikel inti mereka untuk berubah menjadi elemen lain yang lebih stabil. Proses ini disertai dengan emisi energi termal, yang memanaskan bagian dalam planet ini.

Dapat melayani Anda: energi potensial: karakteristik, jenis, perhitungan, dan contoh

Transfer energi termal

Ada tiga mekanisme mendasar untuk mentransfer energi termal, yaitu, untuk melewati panas dari satu tubuh ke tubuh lainnya: konduksi, konveksi dan radiasi.

Menyetir

Konduksi termal

Itu lebih disukai dalam bahan padat, yang partikelnya bertabrakan satu sama lain, tanpa perpindahan ini. Logam adalah konduktor panas yang baik berkat elektron gratis yang mereka miliki.

Konveksi

Melalui proses ini, panas diangkut di sebelah bagian adonan, yang umumnya cairan, misalnya cairan. Dengan merebus air dalam panci, adonan yang ada di latar belakang, dekat dengan api, memanas dan mengembang, sehingga kepadatannya berkurang dan cairan naik. Dengan demikian porsi yang lebih dingin tenggelam pada gilirannya.

Radiasi

Tidak seperti mengemudi dan konveksi, radiasi tidak memerlukan media material untuk menyebar, karena melakukannya melalui gelombang elektromagnetik. Dengan cara ini energi termal dari matahari mencapai bumi melalui ruang kosong.

Referensi

1. Energi nuklir. Apa itu energi termis? Pulih dari: nukle-nuclear.bersih.
2. Figueroa, d. Cairan dan termodinamika. Seri Fisik untuk Sains dan Teknik. Volume 4. Diedit oleh d. Figueroa, Universitas Simón Bolívar.
3. Iraldi, r. Energi. Pulih dari: fisika.Ciens.UCV.pergi.
4. Rex, a. 2011. Dasar -dasar fisika. Pearson.
5. Sears, Zemansky. 2016. Fisika Universitas dengan Fisika Modern. 14. Ed. Volume 1. Pearson.