Termisk dynamik, også kaldet termodynamik, er processen med, hvordan varme overføres fra et område til et andet. Varme er en form for energi, hvilket betyder, at overførsel af varme faktisk er overførsel af energi. Af denne grund er studiet af termodynamik faktisk studiet af, hvordan og hvorfor energi bevæger sig ind og ud af systemer. Der er en række forskellige eksperimenter, der kan være effektive til at forklare børnens termodynamik.
Forklaring af termodynamik
Før børn udfører eksperimenter, skal de først forstå de tre termodynamiske love. Den første lov om termodynamik siger, at enhver ændring i et systems indre energi er lig med systemet minus det arbejde, der udføres af systemet. Den anden lov siger, at varme aldrig kan overføres fra et koldere legeme til et varmere. Den tredje lov om termodynamik henviser til tilstanden af entropi eller tilfældighed, hvor et system, når det nærmer sig en temperatur på absolut nul, er tvunget til at trække energi fra andre nærliggende systemer; når det trækker energi fra disse systemer, når det imidlertid aldrig absolut nul, hvilket gør termodynamikens tredje lov til en fysisk umulighed.
Hjemmelavet is
Et sjovt og lækkert eksperiment, som børn kan foretage sig, er at lave hjemmelavet is ved hjælp af en opskrift, der findes på Kelvin's Kids Club-websted (zapatopi.net/kelvin/kidsclub). Ved at følge opskriften vil børn have set, hvordan varmeenergi i isblandingen strømmede ind i en saltopløsning, som var ved koldere temperatur på grund af saltet, der blev tilsat for at sænke temperaturen, indtil både isen og saltlage var på samme temperatur. Varmen fra det varmere legeme overføres til det koldere legeme, indtil begge blev den samme temperatur, hvilket viser den anden lov om termodynamik.
Kogende is
Dette eksperiment ser på, hvorfor en gryde med kogende vand pludselig holder op med at koge, når en isterning placeres i den. Varm en gryde med vand på en komfur, indtil den koger konstant, og læg derefter flere isterninger i gryden; vandet holder straks op med at koge. Dette eksperiment beviser ligeledes termodynamikens anden lov, der viser, at varmen fra brænderen altid flyder til den koldeste genstand i gryden, som i dette tilfælde er isen. Derfor stopper varmen fra brænderen med at få vandet til at koge, da det i stedet virker til at få den faste is til at smelte og blive til vand.
"Videnskaben om madlavning"
Flere børnetilpassede eksperimenter, der involverer termodynamik, kan findes i Peter Barnhams bog "The Science of Cooking". Barnham, professor ved University of Bristol, U.K., forklarer, hvordan madlavning og madlavning involverer termodynamik principper. I bogen fordyber Barnham sig i fødevarernes kemi og diskuterer, hvordan dette bidrager til smagen af en bestemt mad. Barnham udforsker også termodynamikens rolle i madlavning, hvor de fleste kapitler indeholder et madbaseret eksperiment, som børn kan udføre.