Примеры тепловая энергия: 12 примеров тепловой энергии в повседневной жизни

12 примеров тепловой энергии в повседневной жизни

Тепловая энергия относится к энергии, которой обладает объект в результате движения частиц внутри объекта. Это внутренняя кинетическая энергия объекта, которая исходит от случайных движений молекул и атомов объекта.

В то время как молекулы и атомы, составляющие материю, постоянно движутся, когда объект нагревается, повышение температуры заставляет эти частицы двигаться быстрее и сталкиваться друг с другом. Чем быстрее движутся эти частицы, тем выше тепловая энергия объекта.

Она может быть записана математически как произведение постоянной Больцмана (k _B) и абсолютной температуры (T).

Тепловая энергия = k _B T

Термин «тепловая энергия» может также применяться к количеству передаваемого тепла или энергии, переносимой тепловым потоком.

Тепловая энергия (или термическая энергия) может передаваться от одного тела другому через три процесса —

• Проводимость: это наиболее распространенная форма теплопередачи, которая происходит через физический контакт: передача внутренней энергии за счет микроскопических столкновений частиц и движения электронов внутри тела.
• Конвекция: представляет собой передачу тепла из одной области в другую в результате движения жидкостей, например, жидкостей и газов.
• Излучение — это передача энергии в виде частиц или волн через пространство или среду. Чем горячее объект, тем больше он будет излучать тепловой энергии.

Чтобы лучше объяснить это явление, мы собрали некоторые из лучших примеров тепловой энергии, которые вы видите в повседневной жизни.

12. Солнечная энергия

Тип теплопередачи: Излучение

Солнце — это почти идеальная сфера горячей плазмы, которая преобразует водород в гелий посредством миллиардов химических реакций, которые в конечном итоге производят интенсивное количество тепла.

Вместо того, чтобы находиться рядом с Солнцем, тепло излучается вдаль от звезды и в космос. Небольшая часть этой энергии (тепла) достигает Земли в виде света. В основном она содержит инфракрасный, видимый и ультрафиолетовый свет. Передача тепловой энергии таким образом называется тепловым излучением.

В то время как часть тепловой энергии проникает в атмосферу Земли и достигает земли, часть ее блокируется облаками или отражается от других объектов. Солнечный свет, достигающий поверхности Земли, нагревает ее.

По данным Университета Орегона, вся Земля получает в среднем 164 Ватта на квадратный метр в течение суток. Это означает, что вся планета получает 84 тераватта энергии.

11. Тающий лед

Тип теплопередачи: Конвекция

Тепловая энергия всегда течет из регионов с более высокой температурой в регионы с более низкой температурой. Например, когда вы добавляете к напитку кубики льда, тепло переходит из жидкости в кубики льда.

Температура жидкости падает по мере того, как тепло переходит от напитка к льду. Тепло продолжает перемещаться в самую холодную область напитка до тех пор, пока не достигнет равновесия. Потеря тепла приводит к падению температуры напитка.

10. Топливные элементы

Топливный элемент, который принимает водород и кислород в качестве входных данных

Теплопередача: зависит от типа топливного элемента

Топливные элементы — это электрохимические устройства, которые преобразуют химическую энергию топлива и окислителя в электрическую энергию. При работе топливного элемента значительная часть входной энергии используется для выработки электрической энергии, а оставшаяся часть преобразуется в тепловую энергию в зависимости от типа топливного элемента.

Тепло, получаемое в ходе этого процесса, используется для повышения энергоэффективности. Теоретически топливные элементы являются гораздо более энергоэффективными, чем обычные процессы: если отработанное тепло улавливается в когенерационной схеме, эффективность может достигать 90%.

9. Геотермальная энергия

Тип теплопередачи: мантийная конвекция

Геотермальная энергия — это тепло, получаемое в недрах Земли. Оно содержится в жидкостях и породах под земной корой и может быть найдено глубоко в горячей расплавленной породе Земли — магме.

Она образуется в результате радиоактивного распада материалов и непрерывной потери тепла от формирования планеты. Температура и давление на границе ядра и мантии могут достигать более 4000°C и 139 ГПа, в результате чего некоторые породы расплавляются, а твердая мантия ведет себя пластически.

Это приводит к тому, что части мантии конвектируются вверх (так как расплавленная порода легче, чем окружающие твердые породы). Пар и/или вода переносят геотермальную энергию на поверхность планеты, откуда она может быть использована для охлаждения и обогрева, или может быть использована для производства чистого электричества.

8. Тепловая энергия в океане

Тип теплопередачи: Конвекция и Проводимость

На протяжении десятилетий океаны поглощали более 9/10 избыточного тепла атмосферы от выбросов парниковых газов. Согласно исследованию, океан нагревается со скоростью 0,5-1 ватт энергии на квадратный метр в течение последних десяти лет.

Океаны обладают невероятным потенциалом для хранения тепловой энергии. Поскольку их поверхности подвергаются воздействию прямых солнечных лучей в течение длительных периодов времени, существует огромная разница между температурами мелководных и глубоководных морских районов.

Эта разница температур может быть использована для запуска теплового двигателя и выработки электроэнергии. Этот тип преобразования энергии, известный как преобразование тепловой энергии океана, может работать непрерывно и может поддерживать различные побочные отрасли.

7. Солнечная плита

Тип теплопередачи: излучение и проводимость

Солнечная плита — это низкотехнологичное, недорогое устройство, использующее энергию прямых солнечных лучей для нагрева, приготовления или пастеризации напитков и других пищевых материалов. В солнечный день она может достигать температуры до 400°C.

Все солнечные плиты работают по трем основным принципам:

• Концентрат солнечного света : устройство имеет зеркальную поверхность для концентрации солнечного света в небольшой зоне для приготовления пищи.
• Преобразование световой энергии в тепловую энергию. Когда свет падает на материал приемника (кастрюлю), он преобразует свет в тепло, и это мы называем проводимостью.
• Ловушка тепловой энергии : стеклянная крышка изолирует воздух внутри плиты от наружного воздуха, сводя к минимуму конвекцию (потери тепла).

6. Потирая руку

Тип теплопередачи: Проводимость

Когда вы потираете руки, трение превращает механическую энергию в тепловую. Механическая энергия относится к движению ваших рук.

Поскольку трение происходит за счет электромагнитного притяжения между заряженными частицами на двух соприкасающихся поверхностях, трение рук друг о друга приводит к обмену электромагнитной энергией между молекулами наших рук. Это приводит к тепловому возбуждению молекул наших рук, которые в конечном итоге вырабатывают энергию в виде тепла.

5. Тепловой двигатель

Тип теплопередачи: Конвекция

Тепловой двигатель преобразует тепловую энергию в механическую энергию, которую затем можно использовать для выполнения механической работы. Двигатель забирает энергию из тепла (по сравнению с окружающей средой) и превращает ее в движение.

В зависимости от типа двигателя применяются разные процессы, такие как использование энергии ядерных процессов для выработки тепла (уран) или воспламенение топлива в результате сгорания (уголь или бензин). Во всех процессах цель одна и та же: преобразовать тепло в работу.

Ежедневные примеры тепловых двигателей включают паровоз, двигатель внутреннего сгорания и тепловую электростанцию. Все они приводятся в действие расширением нагретых газов.

4. Горящая свеча

Тип теплопередачи: Проводимость, Конвекция, Излучение

Свечи делают свет, производя тепло. Они преобразуют химическую энергию в тепло. Химическая реакция называется сгоранием, при котором воск свечи вступает в реакцию с кислородом на воздухе и образует бесцветный газ, называемый углекислым газом, вместе с небольшим количеством пара.

Пар образуется в синей части пламени, где воск горит чисто с большим количеством кислорода. Но поскольку ни один воск не горит идеально, они также производят немного дыма (аэрозоль) в яркой, желтой части пламени.

На протяжении всего процесса фитиль поглощает воск и горит, чтобы произвести свет и тепловую энергию.

3. Электрические тостеры

Тип теплопередачи: тепловое излучение

Электрический тостер забирает электрическую энергию и очень эффективно преобразует ее в тепло. Он состоит из рядов тонких проволок (нитей), которые расположены достаточно широко друг от друга, чтобы поджарить всю поверхность хлеба.

Когда электричество течет по проводу, энергия передается от одного конца к другому. Эта энергия переносится электронами. На протяжении всего процесса электроны сталкиваются друг с другом и с атомами в металлической проволоке, выделяя тепло. Чем больше электрический ток и чем тоньше провод, тем больше происходит столкновений и выделяется больше тепла.

2. Современные системы отопления дома

Тип теплопередачи: Конвекция

Два распространенных типа отопительных систем, установленных в зданиях, — это системы отопления теплым воздухом и горячей водой. Первая использует тепловую энергию для нагрева воздуха, а затем циркулирует по системе воздуховодов и регистров. Теплый воздух выдувается из воздуховодов и циркулирует по помещениям, вытесняя холодный воздух.

Второй использует тепловую энергию для нагрева воды, а затем прокачивает ее по всему зданию в системе труб и радиаторов. Горячий радиатор излучает тепловую энергию в окружающий воздух. Затем теплый воздух движется по помещениям конвекционными потоками.

1. Процессоры и другие электрические компоненты

Тип теплопередачи: Конвекция и Проводимость

Процессор, графический процессор и система на чипе рассеивают энергию в виде тепла за счет сопротивления в электронных схемах. Графические процессоры в ноутбуках/настольных компьютерах потребляют и рассеивают значительно больше энергии, чем мобильные процессоры из-за их более высокой сложности и скорости.

Для поддержания оптимальной температуры микропроцессоров используются различные типы систем охлаждения. Например, обычная настольная система охлаждения ЦП предназначена для рассеивания до 90 Вт тепла без превышения максимальной температуры соединения для ЦП настольного компьютера.

Тепловая энергия: определение, формула и примеры для детей

В предыдущих статьях мы видели, что Кинетическая энергия и механическая энергия. В этих статьях мы упоминали тепловую энергию как часть энергии, которая влияет на рассматриваемое тело и овладевает им. Термальная энергия Это энергия, которой обладают все частицы, составляющие тело. Когда температура колеблется между повышением и понижением, активность тела увеличивается. Эта внутренняя энергия увеличивается при повышении температуры и уменьшается при понижении.

Теперь мы собираемся тщательно проанализировать этот тип энергии и дополнить наши знания о различных существующих типах энергии. Хотите узнать об этом больше? Читайте дальше, и вы узнаете.

Индекс

• 1 Характеристики тепловой энергии
  • 1.1 Примеры тепловой энергии
• 2 Как производится тепловая энергия?
  • 2.1 Как используется тепловая энергия?
• 3 Измерение внутренней энергии
• 4 Примеры тепловой энергии
• 5 Частая путаница
• 6 Другие родственные энергии
  • 6. 1 Тепловая солнечная энергия
  • 6.2 геотермальной энергии
  • 6.3 Электрическая и химическая энергия

Характеристики тепловой энергии

Это энергия, которая вмешивается в различные теплотворные процессы, происходящие при контакте тел с разной температурой. Пока тела поддерживают трение между собой, эта энергия будет передаваться от одного тела к другому. Вот что происходит, например, когда мы кладем руку на поверхность. Спустя некоторое время, поверхность будет иметь температуру руки, потому что он дал это ему.

Прирост или потеря этой внутренней энергии во время процесса это называется теплом. Тепловую энергию получают разными способами. Следовательно, каждое тело, имеющее определенную температуру, имеет внутри внутреннюю энергию.

Примеры тепловой энергии

Рассмотрим подробнее источники получения тепловой энергии:

• Природа и Солнце Это два источника энергии, которые обеспечивают внутреннюю энергию телам. Например, когда утюг постоянно находится на солнце, его температура повышается, потому что он поглощает внутреннюю энергию. К тому же звездный король — ярчайший пример тепловой энергии. Это самый крупный известный источник тепловой энергии. Животные, которые не могут регулировать свою температуру, используют для этого преимущества этого источника энергии.
• Кипящая вода: По мере повышения температуры воды тепловая энергия всей системы начинает умножаться. Пришло время, когда повышение температуры тепловой энергии вынудило воду к фазовому переходу.
• Камины: энергия, производимая в дымоходах, происходит за счет увеличения тепловой энергии. Здесь поддерживается сжигание органических веществ, чтобы в доме было тепло.
• Нагреватель: служит для повышения температуры воды аналогично тому, как мы кипятим.
• Экзотермические реакции которые происходят из-за сжигания некоторого топлива.
• Ядерные реакции что происходит ядерное деление. Это также происходит, когда происходит слияние ядер. Когда два атома имеют одинаковый заряд, они соединяются, образуя более тяжелое ядро, и во время процесса выделяют большое количество энергии.
• Эффект джоуля происходит, когда в проводнике циркулирует электрический ток, и кинетическая энергия электронов преобразуется во внутреннюю энергию в результате непрерывных столкновений.
• Сила трения Он также генерирует внутреннюю энергию, поскольку также происходит обмен энергией между двумя телами, будь то физический или химический процесс.

Как производится тепловая энергия?

Мы должны думать, что энергия не создается и не уничтожается, а только трансформируется. Тепловая энергия вырабатывается разными способами. Он создается движением атомов и молекул материи. как форма кинетической энергии, производимой случайными движениями. Когда система имеет большее количество тепловой энергии, ее атомы движутся быстрее.

Как используется тепловая энергия?

Тепловая энергия может быть преобразована с помощью теплового двигателя или механической работы. Среди наиболее распространенных примеров — двигатель автомобиля, самолета или лодки. Тепловую энергию можно использовать разными способами. Посмотрим, какие из них основные:

• В тех местах, где нужно тепло. Например, как отопление в доме.
• Преобразование механической энергии. Примером этого являются двигатели внутреннего сгорания в автомобилях.
• Преобразование электрической энергии. Это генерируется на тепловых электростанциях.

Измерение внутренней энергии

Внутренняя энергия измеряется согласно Международная система единиц в джоулях (Дж). Он также может быть выражен в калориях (Cal) или килокалориях (Kcal). Чтобы хорошо понять внутреннюю энергию, мы должны помнить принцип сохранения энергии. «Энергия не создается и не уничтожается, она только трансформируется от одного к другому». Это означает, что даже если энергия непрерывно трансформируется, она всегда одинакова.

Кинетическая энергия, которую переносит автомобиль при ударе о здание, направляется прямо в стену. Следовательно, в результате его внутренняя энергия увеличивается, а кинетическая энергия автомобиля уменьшается.

Примеры тепловой энергии

Тепловая или тепловая энергия находится, например, в:

• Теплокровные животные. Например, когда нам холодно, мы обнимаем других. Так мало-помалу мы чувствуем себя лучше, потому что он передает нам свое тепло.
• На металле, подверженном воздействию солнца. Летом особенно загорается.
• Когда мы кладем кубик льда в чашку с горячей водой, мы видим, что он тает, потому что к нему передается тепло.
• Печи, радиаторы и в любом другом система обогрева.

Частая путаница

Очень часто путают тепловую энергию с тепловой. Его часто используют как синонимы, даже если они не имеют к нему никакого отношения. Тепловая энергия сосредоточена исключительно на излучении тепла в его тепловых явлениях. Таким образом, она отличается от тепловой энергии, которая представляет собой только тепло.

Количество тепла в теле — это мера тепловой энергии, в то время как тепло, которое может исходить от тела, указывает на то, что оно обладает более высокой теплоемкостью. Температура тела дает нам ощущение тепла и может дать нам сигнал, который указывает количество имеющейся у него тепловой энергии. Как мы уже говорили, чем выше температура тела, тем больше энергии.

Тепло может передаваться разными способами. Давайте рассмотрим их один за другим:

• Электромагнитное волновое излучение.
• Вождение. Когда энергия передается от более теплого тела к более холодному телу, возникает проводимость. Если тела имеют одинаковую температуру, обмен энергией отсутствует. Тот факт, что два тела равны своей температуре, когда они находятся в контакте, — это еще один физический принцип, называемый тепловым равновесием. Например, когда мы касаемся холодного объекта рукой, тепловая энергия передается этому объекту, вызывая ощущение холода в нашей руке.
• Конвекция. Это происходит, когда самые горячие молекулы переходят из одной стороны в другую. Это происходит в природе постоянно на ветру. Самые горячие частицы имеют тенденцию двигаться туда, где меньше плотность.

Другие родственные энергии

Тепловая энергия связана со многими другими формами энергии. Вот некоторые из них.

Тепловая солнечная энергия

Это тип возобновляемой энергии, состоящий из преобразование солнечной энергии в тепло. Эта энергия используется для нагрева воды в различных целях, например, в быту или в больницах. Он также служит для отопления в зимние дни. Источником является солнце, и оно принимается напрямую.

геотермальной энергии

Получение тепловой энергии оказывает воздействие на окружающую среду из-за к выбросу углекислого газа и радиоактивных отходов. Однако если используется энергия из недр земли. Это также вид возобновляемой энергии, который не загрязняет окружающую среду и не наносит ей ущерба.

Электрическая и химическая энергия

Тепловая энергия может быть преобразована в электрическую. Например, ископаемое топливо генерирует электричество, сжигая и высвобождая его. Электрическая энергия дается как результат разности потенциалов между двумя точками. и позволяет создавать электрический ток между ними, когда они входят в контакт с электрическим проводником. Проводник может быть металлическим.

Тепловая энергия — это тип энергии, высвобождаемой в виде тепла из-за контакта тела с более высокой температурой с другим с более низкой температурой, а также она может быть получена различными способами или способами, как упоминалось ранее. Химическая энергия тот, который имеет химическую связь, то есть это энергия, производимая исключительно химическими реакциями.

Благодаря этой информации вы сможете лучше понять тепловую энергию.

Тепловая энергия — Банк знаний

Почувствуй горение

Тепло или тепловая энергия

Тепловая энергия (также называемая тепловой энергией , ) вырабатывается при повышении температуры на 40009 9000 молекул двигаться быстрее и столкнуться друг с другом.

Энергия, которая исходит от температуры нагретого вещества, называется тепловой энергией.

Тепловая энергия — наука для детей

Что такое тепловая энергия?

Тепловая энергия – это энергия, исходящая от вещества, молекулы и атомы которого вибрируют быстрее из-за повышения температуры.

Как производится тепловая энергия?

Молекулы и атомы, составляющие материю, все время движутся. Когда вещество нагревается, повышение температуры заставляет эти частицы двигаться быстрее и сталкиваться друг с другом.

Тепловая энергия – это энергия, исходящая от нагретого вещества. Чем горячее вещество, тем больше движутся его частицы и тем выше его тепловая энергия.

Приведите несколько примеров тепловой энергии?

Вот несколько повседневных примеров тепловой энергии, с которыми вы будете знакомы:

Солнечное тепло

Чашка горячего шоколада*

Выпечка в духовке

Тепло от нагревателя

*Давайте подумаем о чашке горячего шоколада…

Горячий шоколад получает тепловую энергию от вибрирующих частиц. Когда вы наливаете немного холодного молока в свой горячий шоколад, часть этой энергии передается от шоколада частицам в молоке.

Так что же происходит? Ваш горячий шоколад остывает, потому что он отдает часть своей тепловой энергии молоку.

Чай получает тепловую энергию от вибрирующих частиц. Когда вы наливаете немного холодного молока в горячий чай, часть этой энергии передается от чая частицам в молоке.

Поскольку холодные частицы нагреваются, они содержат больше энергии, поэтому вибрируют и разделяются.

Некоторые вещества превращаются из твердых в жидкие и газообразные по мере того, как их частицы нагреваются, вибрируют и разделяются.

Кипячение чайника является примером как тепловой, так и кинетической энергии.

Тепловая энергия исходит от вещества, молекулы и атомы которого вибрируют быстрее из-за повышения температуры.

Тепловая энергия — другое название тепловой энергии.

Кинетическая энергия — это энергия движущегося объекта. Поскольку тепловая энергия исходит от движущихся частиц, это форма кинетической энергии.

Вы когда-нибудь обжигали руку, поднимая что-то горячее?
Это потому, что тепловая энергия передается от горячего объекта к вашей коже. Ой!

Кипячение воды на плите является примером использования тепловой энергии.

Тепловая энергия вырабатывается, когда атомы и молекулы в веществе вибрируют быстрее из-за повышения температуры.

Отнеси это в класс!

Готовое содержание учебного плана.

Тепловая энергия | Руководство для начинающих

Тепловая энергия — это вид энергии, возникающий в результате движения атомных и молекулярных частиц внутри вещества. Впервые он был открыт в 1847 году английским физиком и математиком Джеймсом Прескоттом Джоулем, в честь которого названы единица энергии и закон Джоуля.

Джоуль наткнулся на тепловую энергию, экспериментируя с преобразованием механической энергии. И механическая, и тепловая энергия в значительной степени зависят от кинетической энергии или энергии движения.

Джоуль понял, что чем больше он манипулирует скоростью вещества, тем выше становится его температура. Из-за этого тепловую энергию часто называют тепловой энергией, но это не совсем одно и то же.

В этой статье мы обсудим термодинамику, что такое тепловая энергия и как она связана с внутренней энергией и газом. Мы также поговорим о том, как работает тепло, почему тепловая энергия важна и как она влияет на окружающую среду.

Что такое термодинамика?

Взаимосвязь между теплом и тепловой энергией широко изучалась и называется термодинамикой или изучением преобразования энергии.

Термодинамика построена вокруг четырех законов:  

• Нулевой закон гласит, что если одна из двух систем с одинаковым тепловым потоком сталкивается с третьей системой; все три системы будут иметь одинаковый тепловой поток.
• Первый закон термодинамики также называют законом сохранения энергии. Этот закон диктует, что энергия не может быть создана или уничтожена. Тепло от источника будет равно теплу, используемому в системе, и только тепловая энергия может быть преобразована в другие формы энергии.
• Второй закон термодинамики гласит, что ни одна закрытая система никогда не останется прежней. Энтропия изолированной системы всегда будет возрастать. Энтропия — это величина, отражающая отсутствие тепловой энергии системы для преобразования в механическую работу; это также понимается как степень случайности в системе. Взаимодействующие системы с разными температурами будут испытывать тепловой поток до тех пор, пока обе температуры не станут одинаковыми. Система с более высокой температурой будет передавать тепло до тех пор, пока оно не сравняется с теплом более холодного объекта. Например, кубик льда не станет холоднее, а скорее, взаимодействуя с системой своего более теплого окружения, он будет таять, в конечном итоге достигая той же температуры, что и окружающая среда.
• Третий закон термодинамики говорит нам, что энтропия тепловой энергетической системы будет иметь постоянное значение, когда температура достигнет абсолютного нуля.

По данным Управления энергетической информации, закон Джоуля — это «Скорость выделения тепла постоянным током в любой части электрической цепи, которая пропорциональна сопротивлению и квадрату тока, или внутренней энергии идеальный газ зависит только от его температуры».

Что такое тепловая энергия и как она связана с внутренней энергией?

Тепловая энергия является одним из шести основных видов энергии. Это:  

• Химическая энергия 
• Атомная энергия
• Лучистая энергия
• Механическая энергия 
• Электроэнергия 
• Тепловая энергия  

Термины «тепловая энергия» и «тепловая энергия» часто используются взаимозаменяемо, поскольку оба они связаны с мощностью, создаваемой теплом.

Однако тепловая энергия относится к накопленной или полной внутренней энергии температуры системы, а тепло представляет собой передачу тепловой энергии.

Температура — это средняя кинетическая энергия внутри объекта. Обычно его измеряют по трем шкалам: Фаренгейта (F), Цельсия (C) и Кельвина (K).

Суммарная кинетическая энергия молекул в сочетании с потенциальной энергией атомов при движении называется внутренней энергией.

Внутренняя энергия – это кинетическая энергия и потенциальная энергия системы в целом.

Внутренняя энергия использует ту же систему единиц, что и энергия – джоуль.

Джоуль — это международная система единиц энергии и работы, равная работе, используемой для создания силы, достаточной для перемещения движущегося объекта на расстояние в один метр.

Если термодинамическая система находится в состоянии теплового равновесия, она будет содержать внутреннюю энергию.

Внутренняя энергия системы будет функционировать как переменная. Таким образом, изменение внутренней энергии будет равняться подводимой теплопередаче и работе, произведенной при работе системы.

Что такое тепловая энергия и чем она отличается от тепловой энергии?

Лучшее понимание различий между тепловой энергией, температурой и тепловой энергией дает термодинамика.

Тепловая энергия – это передача, колебательное движение или поток тепловой энергии.

Как упоминалось выше, тепловая энергия — это полная энергия системы, учитывающая все частицы, содержащиеся в веществе.

Средняя кинетическая энергия этих частиц — энергия движения — это температура.

Нагрев и температура разные. Тепловая энергия может передаваться между веществами при постоянной температуре, также известной как скрытая теплота.

Теплоемкость часто измеряется в британских тепловых единицах (БТЕ). Количество БТЕ отражает теплоемкость источника топлива и энергии.

Точнее, это говорит нам о количестве тепла, необходимом для повышения температуры одного фунта воды на 1°F (-17,22°C) в жидком состоянии и при максимальной плотности.

Эта температура составляет около 39°F (33,88889°C).

БТЕ (одна БТЕ равна примерно 1055 Дж) используется потому, что она является частью международной системы единиц (также известной как единица СИ), в которой можно измерять теплосодержание и энергию независимо от исходного состояния измерения объекта.

Как работает передача тепловой энергии?

источник

Тепловая энергия может передаваться от горячих объектов, жидкостей, газов или пространств к более холодным тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением.

Теплопроводность — это когда тепло проходит через твердый материал, повышая температуру того, что находится за ним.

Хорошим примером этого является, когда солнце и температура наружного воздуха нагревают кузов автомобиля, а затем, в свою очередь, повышается температура внутри автомобиля.

Конвекция происходит, когда тепло передается движением жидкости, также известным как массовое движение жидкого вещества. Конвекция начнется только в том случае, если температуры поверхности объекта и жидкости, твердого тела или газа различны.

Примером этого является холодная вода, температура которой повышается, чтобы стать горячей водой.

Излучение — передача тепла в форме света. Теплопередача светом может быть как видимой, так и невидимой. Радиационное тепло может проходить через вакуум, газ или жидкость, любая из которых может отражать или перемещать излучение.

Типичные примеры теплового излучения включают солнечный свет или огонь.

Почтовый индекс

Что такое закон идеального газа и какое отношение он имеет к тепловой энергии?

Закон идеального газа основан на эмпирической математике, и на его решение ушло более 200 лет.

Он начинается с основной формулы, согласно которой по мере увеличения давления газа его объем уменьшается на пропорциональную величину.

Было также обнаружено, что температура и объем имеют аналогичную взаимосвязь: по мере повышения температуры газа объем газа будет увеличиваться на пропорциональную величину.

Затем было обнаружено, что чем большее количество молекул содержится в газе, тем больше он будет иметь объем и что они будут в равной пропорции.

Эти три принципа были объединены, и в результате был получен закон идеального газа : PV=nrt. Другими словами, отношение постоянного давления к постоянному объему равно произведению числа молей, температуры и универсальной газовой постоянной (R). Значение универсальной газовой постоянной составляет приблизительно R=8,3 Дж/ккал/моль — это 8,3 джоуля на моль на кельвин (К).

Закон идеального газа предсказывает наблюдаемые изменения давления и температуры и взаимосвязь на базовом уровне.

Хотя это не является хорошим индикатором того, что произойдет в экстремальных реалиях, оно позволяет ученым делать прогнозы, основанные на приблизительных, гипотетических моделях — отсюда и «идеальная» терминология.

Почему важна тепловая энергия?

Тепловая энергия предлагает нам еще один источник энергии. Тепловая энергия используется на тепловых электростанциях.

Тепловая энергия может быть эффективно сохранена и использована в качестве резервного источника питания в часы пиковой нагрузки или сезонного повышения энергопотребления из-за погодных условий.

Тепловая энергия позволяет нам использовать энергию, производимую Землей, в наших интересах. Этот вид тепловой энергии называется геотермальной энергией (тепло Земли). Это считается возобновляемым источником энергии, потому что Земля постоянно производит тепло и пополняет любое извлекаемое или используемое тепло.

Геотермальные технологии позволяют нам использовать тепло Земли для питания систем отопления и охлаждения. Три наиболее распространенных типа геотермальных технологий включают геотермальные системы прямого использования, глубинные и усовершенствованные геотермальные системы и тепловые насосы, использующие грунт.

Что такое хранение тепловой энергии и зачем оно нам?

Аккумулирование тепловой энергии может осуществляться двумя способами.

Во-первых, путем изменения способа поглощения или выделения тепловой энергии в виде скрытой или явной теплоты (виды теплопередачи).

Скрытая теплота относится к фазовым превращениям жидкостей, твердых тел и газов.

Явное тепло связано с температурой объекта или газа, независимо от состояния фазового перехода.

Тепловая энергия также может накапливаться путем проведения химических реакций.

Этот процесс нагревает некоторые химические вещества, что в конечном итоге разделяет их на отдельные реактивные компоненты и позволяет им накапливать энергию.

Тепловая энергия также может сочетаться с возобновляемыми источниками энергии — например, накопление выбрасываемой или перенаправленной солнечной энергии.

Сокращение отходов возобновляемой энергии за счет аккумулирования тепловой энергии делает некоторые возобновляемые источники энергии еще более эффективными; тепловая энергия показывает большие перспективы в сокращении выбросов парниковых газов и содействии устойчивому развитию.

Как избежать загрязнения окружающей среды тепловой энергией?

источник

Тепловая энергия является многообещающим решением для удовлетворения растущей потребности в электроэнергии благодаря своей способности накапливать энергию для последующего использования.

Источниками тепловой энергии являются ископаемые виды топлива, такие как природный газ, уголь и нефть, а также солнечное тепло, электрическое тепло с тепловым насосом и геотермальное тепло.

Хотя тепловая энергия оказывает относительно небольшое негативное воздействие на окружающую среду, необходимо решить несколько проблем, прежде чем она будет считаться по-настоящему экологичным источником энергии.

Тепловая энергия может вызывать загрязнение. Это загрязнение часто происходит в виде вытекающих химикатов или воды, сбрасываемой на тепловых электростанциях или в хранилищах.

Загрязнение воздуха и воды также может быть связано с геотермальными полями. Например, пар может выделять отработанное тепло, что может повлиять на образование облаков и погодные условия.

Почтовый индекс

Выброс горячей или холодной воды этими источниками тепловой энергии в естественные водоемы, такие как пруды, ручьи и реки, может создать разницу температур и нарушить экосистему.

Предотвращение загрязнения термальной воды может быть направлено на мониторинг температуры воды и приближение ее к естественной температуре воды.

Очистка сточных вод также может предотвратить тепловое загрязнение. Очистка сточных вод требует, чтобы сточные воды хранились в прудах или повторно закачивались в колодцы.

Тепловая энергия: великий природный ресурс  

Тепловая энергия является полезным источником энергии, который предоставляет мир. Тепловая энергия может использоваться не только в сочетании с другими возобновляемыми источниками энергии, но и обеспечивает резервное питание, хранение энергии и эффективные альтернативы для отопления и охлаждения.