wärmeenergie

Physisch

2022

Wir erklären, was Wärmeenergie ist, wie sie gewonnen wird und welche Eigenschaften sie hat. Auch was ist kalorische Energie.

Zu den vielen Anwendungen von Wärmeenergie gehören der Schutz vor Kälte und das Kochen von Speisen.

Was ist thermische Energie?

Wärmeenergie oder Wärmeenergie ist der Grad der Energie intern in einem thermodynamischen System im Gleichgewicht enthalten (ein Körper, eine Menge von Teilchen, a Molekül, etc.) und das ist proportional zu seiner Temperatur absolut.

Mit anderen Worten, thermische Energie erzeugt die Bewegung intern und zufällig Partikel eines Körpers (das heißt, es ist äquivalent zu dem Kinetische Energie), die durch Energieübertragung zu- oder abnimmt, normalerweise in Form von Wärme oder von Arbeit.

Die Temperatur von a System und seine Fähigkeit, Arbeit (Bewegung usw.) zu erzeugen, hängt von seiner thermischen Energie ab. Dies liegt daran, dass sie, wie alle Energieformen, bis zu einem gewissen Grad umgewandelt, übertragen oder konserviert werden kann.

Dies impliziert, dass auch thermische Energie für die Aggregatzustände der Aggregate, da bei höheren Energieniveaus eine stärkere Bewegung der konstituierenden Teilchen des Angelegenheit und weniger Chance, begrenzten Raum zu teilen.

Die Teilchen von a flüssig sind energischer als die von a fest, und die von a Gas viel mehr als die einer Flüssigkeit. Aus diesem Grund können wir einen Feststoff im Allgemeinen erhitzen (d. h. thermische Energie einbringen) und ihn in den flüssigen Zustand überführen und ihn weiter erhitzen, um ihn in einen gasförmigen Zustand zu überführen.

Der Verlust oder die Gewinnung von Wärmeenergie definiert das Erwärmen oder Abkühlen eines Körpers oder eines Systems. Die folgenden Konzepte sollten jedoch nicht verwechselt werden:

  • Temperatur. Es ist die durchschnittliche kinetische Energie der Teilchen in einem Körper oder System.
  • Hitze. Es ist die Übertragung von innerer Energie von einem Körper oder System zu einem anderen als Produkt eines Temperaturunterschieds.
  • Wärmeenergie. Es ist die Gesamtenergie der Moleküle innerhalb eines Körpers oder Systems.

Eigenschaften der thermischen Energie

Wärmeenergie kann von einem System auf ein anderes übertragen werden.

Da alle thermodynamischen Systeme dazu neigen, thermisches Gleichgewicht mit seiner Umgebung muss diese Energie von einem Körper zum anderen oder von einem Körper zum anderen übertragen werden können. Umgebung, und zwar durch drei wesentliche Mechanismen:

  • Fahren. Die Energieübertragung erfolgt durch Kontakt zwischen Körpern, ohne Stoffaustausch.
  • Konvektion. Die Energieübertragung erfolgt durch die Bewegung von a Flüssigkeit (Flüssigkeiten oder Gase). Wenn beispielsweise zwei Flüssigkeiten gemischt werden, überträgt das eine mit der höheren Temperatur durch Konvektion Wärme auf das andere.
  • Strahlung. Die Energieübertragung erfolgt berührungslos und mittels elektromagnetischer Wellen. Zum Beispiel überträgt die Sonne Wärmeenergie durch Strahlung.

Wie wird Wärmeenergie gewonnen?

Ein heißes Getränk tröstet uns, weil es Wärmeenergie in unser System einbringt.

Thermische Energie kann auf verschiedene Weise gewonnen werden, und zwar durch verschiedene Quellen, die Wärme liefern. So ist beispielsweise das Heizen im Winter eine Quelle thermischer Energie, die Wärme abgibt und die unser Körper zum Warmhalten aufnimmt.

Die von der Heizung bereitgestellte Wärme stammt aus der Umwandlung von elektrische Energie in thermischer Energie, dh Quellen dieser Energieart können durch andere Energieformen gespeist werden. Thermische Energie kann zum Beispiel gewonnen werden aus chemische Reaktionen, besonders die von Oxid-Reduktion oder Verbrennung.

Wenn wir ein Feuer machen, wenn wir Nahrung füttern und verdauen oder wenn wir bestimmtes mischen Säuren und sicher Metalle, wir lösen eine chemische Reaktion aus (oder Biochemie, in unserem Körper), die es uns ermöglicht, unsere innere Energie und damit unsere Wärmeenergie zu erhöhen.

Vor- und Nachteile von thermischer Energie

Das Management der thermischen Energie ist ein großer Vorteil für die Menschheit, da es uns die Möglichkeit gibt, die Temperatur unseres Körpers und des Raums, in dem wir leben, zu kontrollieren und Komfort oder sogar das Überleben in widrigen klimatischen Umgebungen garantiert.

Gleichzeitig kann thermische Energie jedoch zu unkontrollierten Szenarien führen, in denen Hitze Verbrennungsreaktionen auslöst, die zu KatastrophenB. Brände, Erstickungen oder unvorhergesehene chemische Reaktionen.

Beispiele für thermische Energie

Beim Heizen wird der Luft in einem Raum Wärmeenergie zugeführt.

Einige Beispiele für thermische Energie:

  • Die Hitze der Sonne, die in den Raum um ihn bestrahlt wird und die wir zusammen mit ihm empfangen hell jeden Tag.
  • Die Hitze, die wir den Speisen beim Kochen hinzufügen, erhöht die Wärmeenergie und produziert stark Chemische Veränderungen in seiner Zusammensetzung, die es uns ermöglicht, es leichter zu verdauen.
  • Eine eingeschaltete Heizung fügt der Umgebung eines Raumes Wärmeenergie hinzu, die unser Körper aus dem Luft, und wir nehmen es als Hitze wahr.
  • Wenn wir ein Streichholz anzünden, feuern wir ein exotherme Reaktion, d. h. eine Reaktion, die die thermische Energie des Systems erhöht, zumindest während der Wetter Es dauert eine Weile, bis Phosphor verbraucht ist.
  • Manche physikalische Phänomene die Wärme erzeugen, wie z Reibung, die thermische Energie eines Systems erhöhen.

Wärmeenergie und Wärmeenergie

Allgemein gesprochen sprechen wir ohne weitere Unterscheidung von thermischer und kalorischer Energie, da beide Begriffe im Grunde synonyme.

!-- GDPR -->