Definitie en voorbeelden van warmte-energie

De meeste mensen gebruiken het woord warmte om iets te beschrijven dat warm aanvoelt, maar in de wetenschap worden thermodynamische vergelijkingen, in het bijzonder warmte, gedefinieerd als de energiestroom tussen twee systemen door middel van kinetische energie. Dit kan de vorm aannemen van het overdragen van energie van een warm object naar een koeler object. Eenvoudiger gezegd, warmte-energie, ook wel thermische energie of gewoon warmte genoemd, wordt van de ene locatie naar de andere overgebracht door deeltjes die in elkaar stuiteren. Alle materie bevat warmte-energie, en hoe meer warmte-energie er aanwezig is, hoe warmer een item of gebied zal zijn.

Het onderscheid tussen warmte en temperatuur is subtiel maar erg belangrijk. Warmte verwijst naar de overdracht van energie tussen systemen (of lichamen), terwijl temperatuur wordt bepaald door de energie die zich in een enkelvoudig systeem (of lichaam) bevindt. Met andere woorden, warmte is energie, terwijl temperatuur een maat voor energie is. Door warmte toe te voegen, wordt de lichaamstemperatuur verhoogd, terwijl door warmte te verwijderen de temperatuur daalt, dus veranderingen in temperatuur zijn het gevolg van de aanwezigheid van warmte, of juist het gebrek aan warmte.

U kunt de temperatuur van een kamer meten door een thermometer in de kamer te plaatsen en de omgevingsluchttemperatuur te meten. Je kunt warmte aan een kamer toevoegen door een ruimteverwarming in te schakelen. Naarmate de warmte aan de kamer wordt toegevoegd, stijgt de temperatuur.

Deeltjes hebben meer energie bij hogere temperaturen en aangezien deze energie wordt overgedragen van het ene systeem naar het andere, zullen de snel bewegende deeltjes botsen met langzamer bewegende deeltjes. Terwijl ze botsen, zal het snellere deeltje een deel van zijn energie overdragen aan het langzamere deeltje en het proces zal doorgaan totdat alle deeltjes met dezelfde snelheid werken. Dit wordt thermisch evenwicht genoemd.

De SI-eenheid want warmte is een vorm van energie die de joule (J) wordt genoemd. Warmte wordt vaak ook gemeten in de calorie (cal), die wordt gedefinieerd als 'de hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van één gram water te verhogen van 14,5 graden Celsius naar 15,5 graden Celsius"Warmte wordt soms ook gemeten in" Britse thermische eenheden "of Btu.

In fysische vergelijkingen wordt de hoeveelheid overgedragen warmte gewoonlijk aangeduid met het symbool Q. Warmteoverdracht kan worden aangegeven met een positief of negatief getal. Warmte die vrijkomt in de omgeving wordt geschreven als een negatieve grootheid (Q <0). Wanneer warmte wordt geabsorbeerd uit de omgeving, wordt dit geschreven als een positieve waarde (Q> 0).

Er zijn drie manieren om warmte over te dragen: convectie, geleiding en straling. Veel huizen worden verwarmd door het convectieproces, dat warmte-energie overdraagt ​​via gassen of vloeistoffen. In huis, als de lucht wordt verwarmd, krijgen de deeltjes warmte-energie waardoor ze sneller kunnen bewegen, waardoor de koelere deeltjes worden verwarmd. Omdat warme lucht minder dicht is dan koude lucht, zal deze stijgen. Als de koelere lucht valt, kan deze in onze verwarmingssystemen worden gezogen, waardoor de snellere deeltjes de lucht weer kunnen opwarmen. Dit wordt beschouwd als een circulaire luchtstroom en wordt een convectiestroom genoemd. Deze stromen cirkelen en verwarmen onze huizen.

Het geleidingsproces is de overdracht van warmte-energie van de ene vaste stof naar de andere, in feite twee dingen die elkaar raken. We kunnen een voorbeeld hiervan zien als we koken op het fornuis. Wanneer we de koelpan neerzetten op de hete brander, wordt warmte-energie overgedragen van de brander naar de pan, die weer opwarmt.

Straling is een proces waarbij warmte door plaatsen beweegt waar geen moleculen zijn, en eigenlijk een vorm van elektromagnetische energie is. Elk item waarvan de warmte voelbaar is zonder directe verbinding, straalt energie uit. Je kunt dit zien in de hitte van de zon, het gevoel van warmte die van een vreugdevuur komt dat een paar meter verderop is, en zelfs erin het feit dat kamers vol mensen van nature warmer zijn dan lege kamers omdat het lichaam van iedereen straalt warmte.