Siltumenerģijas definīcija un piemēri

Lielākā daļa cilvēku vārdu “siltums” lieto, lai aprakstītu kaut ko siltu, tomēr zinātnē termodinamiskos vienādojumus, jo īpaši siltumu, definē kā enerģijas plūsmu starp divām sistēmām, izmantojot kinētiskā enerģija. Tas var notikt enerģijas pārnešanas veidā no silta objekta uz vēsāku objektu. Vienkāršāk sakot, siltumenerģiju, ko sauc arī par siltumenerģiju vai vienkārši siltumu, no vienas vietas uz otru pārnes daļiņas, kuras uzpeld viena otrai. Visas vielas satur siltumenerģiju, un, jo vairāk siltuma enerģijas būs, jo karstāks būs priekšmets vai laukums.

Atšķirība starp karstumu un temperatūra ir smalks, bet ļoti svarīgs. Karstums attiecas uz enerģijas pārnesi starp sistēmām (vai ķermeņiem), turpretī temperatūru nosaka enerģija, ko satur atsevišķa sistēma (vai ķermenis). Citiem vārdiem sakot, siltums ir enerģija, savukārt temperatūra ir enerģijas mērs. Siltuma pievienošana paaugstinās ķermeņa temperatūru, bet siltuma noņemšana pazeminās temperatūru, tāpēc temperatūras izmaiņas rodas siltuma klātbūtnes dēļ vai tieši pretēji - siltuma trūkuma dēļ.

Jūs varat izmērīt istabas temperatūru, ievietojot telpā termometru un izmērot apkārtējā gaisa temperatūru. Jūs varat pievienot siltumu telpai, ieslēdzot telpas sildītāju. Kad telpā tiek pievienots siltums, temperatūra paaugstinās.

Daļiņām ir vairāk enerģijas augstākā temperatūrā, un, tā kā šī enerģija tiek pārnesta no vienas sistēmas uz otru, ātri kustīgās daļiņas saduras ar lēnāk kustīgām daļiņām. Kamēr tie saduras, ātrākā daļiņa pārnes daļu enerģijas no lēnākās daļiņas, un process turpināsies, līdz visas daļiņas darbosies ar vienādu ātrumu. To sauc par termisko līdzsvaru.

SI vienība siltums ir enerģijas veids, ko sauc par džoulu (J). Siltumu bieži mēra arī kalorijā (cal), kas tiek definēta kā "nepieciešamais siltuma daudzums viena grama ūdens temperatūras paaugstināšanai no 14,5 grādiem pēc Celsija līdz 15,5 grādiem. Pēc Celsija"Siltumu dažreiz mēra arī" britu termiskās vienībās "vai Btu.

Fiziskajos vienādojumos nodotā ​​siltuma daudzumu parasti apzīmē ar simbolu Q. Siltuma pārnesi var norādīt ar pozitīvu vai negatīvu skaitli. Apkārtnē izdalītais siltums tiek uzrakstīts kā negatīvs daudzums (Q <0). Kad siltumu absorbē apkārtne, to uzraksta kā pozitīvu vērtību (Q> 0).

Siltuma nodošanai ir trīs galvenie veidi: konvekcija, vadītspēja un starojums. Daudzas mājas tiek sildītas konvekcijas procesā, kas siltuma enerģiju nodod caur gāzēm vai šķidrumiem. Mājās, karsējot gaisu, daļiņas iegūst siltuma enerģiju, ļaujot tām kustēties ātrāk, sasildot vēsākas daļiņas. Tā kā karstais gaiss ir mazāk blīvs nekā aukstais gaiss, tas paaugstināsies. Kad vēsāks gaiss nokrīt, to var ievilkt mūsu apkures sistēmās, kas atkal ļaus ātrākām daļiņām sildīt gaisu. To uzskata par apļveida gaisa plūsmu un sauc par konvekcijas strāvu. Šīs straumes riņķo un silda mūsu mājas.

Vadītspējas process ir siltuma enerģijas pārnešana no vienas cietās vielas uz otru, būtībā, divas lietas, kas ir aizkustinošas. Mēs varam redzēt piemēru, ko var redzēt, kad mēs gatavojam uz plīts. Kad vēsu pannu novietojam uz karstā degļa, siltuma degviela tiek pārnesta no degļa uz pannu, kas savukārt sakarst.

Radiācija ir process, kurā siltums pārvietojas pa vietām, kur nav molekulu, un faktiski tas ir elektromagnētiskās enerģijas veids. Ikviens priekšmets, kura siltumu var sajust bez tieša savienojuma, izstaro enerģiju. To var redzēt saules karstumā, karstuma sajūtā, kas rodas pie ugunskura, kas atrodas vairāku pēdu attālumā, un pat fakts, ka cilvēku pilnas istabas dabiski būs siltākas nekā tukšas istabas, jo katra cilvēka ķermenis izstaro karstums.