Tepelná energie je základním pojmem ve fyzice, se kterým by měli být všichni studenti obeznámeni. Naštěstí se tepelná energie hodí k několika jednoduchým, pozorovatelným a fascinujícím experimentům, které vystavují mladé studenty vědě o teplu. Experimenty mohou demonstrovat absorpci tepla různých barev, protipožární odolnost, vytvoření díla a roli izolace, abychom jmenovali alespoň některé.
Barva a teplo
Jeden z nejjednodušších experimentů s tepelnou energií zahrnuje demonstraci toho, jak různé barvy absorbují sluneční energii odlišně. Nejprve zabalte několik stejných sklenic na pití do papíru různých barev. Poté naplňte každou sklenici stejným množstvím vody. Poté nechte brýle jednu hodinu na přímém slunečním světle. Nakonec zkontrolujte teplotu každé sklenice vody.
Tepelná energie a práce
I když to nevidíme, tepelná energie za nás může fungovat. Chcete-li to prokázat, vložte balón a láhev o objemu 1 litr na pět minut do mrazničky. Poté naplňte misku vlažnou vodou. Vložte ústa balónku přes otvor l litrové láhve a vložte láhev do misky s teplou vodou. Balón by se měl nafouknout, jak se vzduch uvnitř lahve zahřívá. Poté, když je balón stále natažený přes ústa lahve, umístěte láhev do misky s ledovou vodou. Balónek by se pak měl zmenšit a vyfouknout. Nafouknutí a vyfouknutí balónu bylo provedeno pomocí tepelné energie.
Protipožární balón
Prokázat vedení a konvekci tepla naplněním dvou balónků: jednoho se studenou vodou a druhého se vzduchem. Zapalte zápalku a podržte ji pod balónem naplněným vzduchem - měl by prasknout. Zapalte další zápalku a podržte ji pod balónem naplněným vodou. Mělo by zůstat neporušené, protože voda uvnitř balónu odvádí teplo z povrchu balónu. Toto vedení a proudění tepla brání balónkové gumě dosáhnout teploty tání, což znamená, že balón nepraskne.
Izolování objektu, aby se zabránilo ztrátám tepelné energie
Izolaci lze použít k zabránění tepelné energii v vstupu nebo opuštění látky. Chcete-li zjistit účinnost různých typů izolace, začněte nalitím stejného množství horké vody do čtyř různých skleněných nádob. Změřte teplotu vody v každé nádobě. Poté každou nádobu zakryjte stejným způsobem, ale s jiným typem izolace: hliníkovou fólií, novinami, bublinkovou fólií a vlněnou ponožkou. Nechte sklenice 10 minut stát a poté změřte teplotu každé sklenice, abyste zjistili, který typ izolace si uchoval největší tepelnou energii.