La energía térmica es un concepto fundamental en física con el que todos los estudiantes deben estar familiarizados. Felizmente, la energía térmica se presta a algunos experimentos simples, observables y fascinantes para exponer a los jóvenes estudiantes a la ciencia del calor. Los experimentos pueden demostrar la absorción de calor de diferentes colores, la protección contra incendios, la creación de obra y el papel del aislamiento, solo por nombrar algunos.
Color y calor
Uno de los experimentos de energía térmica más simples consiste en demostrar cómo los diferentes colores absorben la energía solar de manera diferente. Primero, envuelva varios vasos idénticos en papel de diferentes colores. Luego llene cada vaso con la misma cantidad de agua. A continuación, deje los vasos a la luz solar directa durante una hora. Finalmente, verifique la temperatura de cada vaso de agua.
Energía Térmica y Trabajo
Aunque no podemos verlo, la energía térmica nos puede ayudar. Para demostrar esto, coloque un globo y una botella de 1 litro en el congelador durante cinco minutos. A continuación, llene un recipiente con agua tibia. Coloque la boca del globo sobre la abertura de la botella de 1 litro y coloque la botella en el recipiente con agua tibia. El globo debe inflarse a medida que se calienta el aire dentro de la botella. A continuación, con el globo todavía estirado sobre la boca de la botella, coloque la botella en un recipiente con agua helada. Luego, el globo debería encogerse y desinflarse. El trabajo de inflar y desinflar el globo se ha realizado mediante energía térmica.
Globo ignífugo
Demuestre la conducción y convección del calor llenando dos globos: uno con agua fría y otro con aire. Encienda un fósforo y manténgalo debajo del globo lleno de aire; debería romperse. Enciende otra cerilla y mantenla debajo del globo lleno de agua. Debe permanecer intacto ya que el agua dentro del globo se lleva el calor de la superficie del globo. Esta conducción y convección de calor evita que la goma del globo alcance una temperatura de fusión, lo que significa que el globo no explota.
Aislar un objeto para evitar la pérdida de energía térmica
El aislamiento se puede utilizar para evitar que la energía térmica entre o salga de una sustancia. Para determinar la efectividad de varios tipos de aislamiento, comience por verter la misma cantidad de agua caliente en cuatro frascos de vidrio diferentes. Toma la temperatura del agua de cada frasco. A continuación, cubra cada frasco de la misma manera, pero con un tipo de aislamiento diferente: papel de aluminio, periódico, plástico de burbujas y un calcetín de lana. Deje reposar los frascos durante 10 minutos, luego tome la temperatura de cada frasco para ver qué tipo de aislamiento retuvo la mayor cantidad de energía térmica.