Топлинната енергия е основно понятие във физиката, с което всички ученици трябва да са запознати. За щастие топлинната енергия се поддава на някои прости, наблюдаеми и завладяващи експерименти, за да изложи младите ученици на науката за топлината. Експериментите могат да демонстрират поглъщане на топлина от различни цветове, противопожарна защита, създаване на работа и роля на изолация, само за да назовем само няколко.
Цвят и топлина
Един от най-простите експерименти с топлинна енергия включва демонстриране на това как различните цветове абсорбират слънчевата енергия по различен начин. Първо, увийте няколко еднакви чаши за пиене в хартия с различни цветове. След това напълнете всяка чаша със същото количество вода. След това оставете чашите на пряка слънчева светлина за един час. Накрая проверете температурата на всяка чаша вода.
Топлинна енергия и работа
Въпреки че не можем да го видим, топлинната енергия може да ни свърши работа. За да демонстрирате това, поставете балон и 1-литрова бутилка във фризер за пет минути. След това напълнете купа с хладка вода. Поставете устата на балона над отвора на 1-литровата бутилка и поставете бутилката в купата с топла вода. Балонът трябва да се надуе, докато въздухът в бутилката се затопли. След това, като балонът все още е опънат над устието на бутилката, поставете бутилката в купа с ледена вода. След това балонът трябва да се свие и да се спусне. Работата по надуването и издуването на балона е извършена чрез топлинна енергия.
Огнеупорен балон
Демонстрирайте проводимостта и конвекцията на топлина, като напълните два балона: един със студена вода и един с въздух. Запалете кибрит и го задръжте под пълния с въздух балон - той трябва да се скъса. Запалете още един кибрит и го задръжте под пълния с вода балон. Той трябва да остане непокътнат, тъй като водата в балона отвежда топлината от повърхността на балона. Тази проводимост и конвекция на топлина пречи на балонната гума да достигне температура на топене, което означава, че балонът не се спука.
Изолиране на обект за предотвратяване загубата на топлинна енергия
Изолацията може да се използва, за да предпази топлинната енергия нито от влизане, нито от излизане от вещество. За да определите ефективността на различните видове изолация, започнете, като налеете същото количество гореща вода в четири различни стъклени буркана. Вземете температурата на водата във всеки буркан. След това покрийте всеки буркан еднакво, но с различен тип изолация: алуминиево фолио, вестник, мехурче и вълнен чорап. Оставете бурканите да престоят 10 минути, след което измерете температурата на всеки буркан, за да видите кой тип изолация е запазил най-много топлинна енергия.