Научен начин за определяне на топлинната енергия
Повечето хора използват думата топлина, за да опишат нещо, което е топло на допир, но в науката термодинамичните уравнения, особено топлината, се определят като поток на енергия между две системи посредством кинетична енергия. Това може да бъде под формата на прехвърляне на енергия от топъл обект към охлаждащ обект. С прости думи, топлинната енергия, наричана още прескачане от едно място на друго чрез частици топлинна енергия или топлина, просто се прехвърля една в друга. Цялата материя съдържа топлинна енергия и колкото повече топлинна енергия присъства, толкова по-горещ елемент или област ще бъде.
Топлина и температура
Разграничението между топлина и температура е фино, но много важно. Отнася се за пренасянето на топлинна енергия между системи (или тела), докато температурата се определя от енергията, съдържаща се в единична система (или тяло). С други думи, топлинната енергия, докато температурата е мярка за енергията. Топлината добавя към нея телесна температура, докато отстраняването на топлината ще понижи температурата, така че температурните промени са резултат от наличието на топлина или, обратно, липсата на топлина.
Можете да измервате температурата на помещението, като поставите термометър в стаята и измервате температурата на околния въздух. Можете да добавите топлина към стая, като включите нагревател. С отделянето на топлината в помещението температурата се повишава.
Частиците имат повече енергия при по-високи температури и тъй като тази енергия се прехвърля от една система в друга, бързо движещите се частици ще се сблъскат с по-бавно движещи се частици. Докато се сблъскват, по-бързите частици прехвърлят част от енергията си към по-бавните частици и процесът продължава, докато всички частици работят с еднаква скорост. Това се нарича термично равновесие.
Термични единици
SI единицата за топлина е форма на енергия, наречена джаул (J). Топлината често се измерва и в калории (CAL), което се определя като „количеството топлина, необходимо за повишаване на температурата на един грам вода от 14,5 градуса по Целзий до 15,5 градуса по Целзий.“ Понякога топлината се използва и в "Британски термични единици" или Btu измерени.
Подписвайте конвенции за пренос на топлинна енергия
Във физическите уравнения количеството пренесена топлина обикновено се обозначава със символа Q. Топлопредаването може да бъде обозначено с положително или отрицателно число. Топлината, отделена в околната среда, се записва като отрицателно количество (Q, когато топлината се абсорбира от околната среда се записва като положителна стойност (Q> 0).
Начини за пренос на топлина
Има три основни начина на пренос на топлина: конвекция, проводимост и радиация. Много домове се отопляват чрез процеса на конвекция, който пренася топлинната енергия чрез газове или течности. В дома, когато въздухът се нагрява, частиците придобиват топлинна енергия, така че да се движат по-бързо, загрявайки охлаждащата частица. Тъй като горещият въздух е по-малко плътен от студения, той ще се повиши. С падането на по-хладния въздух той може да бъде вкарван в нашите отоплителни системи, които от своя страна могат да използват по-бързите частици, които загряват въздуха. Това се счита за кръгов поток на въздуха и се нарича конвекционен поток. Тези течения обикалят и отопляват домовете ни.
Процесът на проводимост е трансфер на топлинна енергия от едно твърдо вещество в друго, основно две неща, които докосвате. Можем да видим пример за гледане, когато готвим на котлона. Когато поставим хладния тиган върху горещата горелка, топлинната енергия се прехвърля от горелката в тигана, който от своя страна се загрява.
Радиацията е процес, при който топлината се движи през места, където няма молекули и всъщност е форма на електромагнитна енергия. Всеки обект, чиято топлина може да се усети без пряка връзка, излъчва енергия. Можете да видите това в слънчевата жега, усещането за топлина, идваща от лагерен огън, който е на няколко метра разстояние, както и във факта, че стаите, пълни с хора, са естествено по-топли от празните стаи, защото тялото на всеки човек е топло излъчва.