Lämpöenergia on fysiikan peruskäsite, jonka kaikkien opiskelijoiden tulisi tuntea. Onneksi lämpöenergia soveltuu joihinkin yksinkertaisiin, havaittaviin ja kiehtoviin kokeisiin altistaa nuoria opiskelijoita lämpötieteelle. Kokeilla voidaan osoittaa muutaman värin lämmön imeytyminen, palonkestävyys, työn luominen ja eristeen rooli.
Väri ja lämpö
Yksi yksinkertaisimmista lämpöenergiakokeista on osoittaa, kuinka eri värit absorboivat aurinkoenergiaa eri tavalla. Kääri ensin useita samanlaisia juomalaseja eriväriseen paperiin. Täytä sitten jokainen lasi samalla määrällä vettä. Jätä sitten lasit suoralle auringonvalolle tunniksi. Tarkista lopuksi jokaisen vesilasin lämpötila.
Lämpöenergia ja työ
Vaikka emme näe sitä, lämpöenergia voi toimia meille. Tämän osoittamiseksi laita ilmapallo ja 1 litran pullo pakastimeen viideksi minuutiksi. Täytä seuraavaksi kulho haalealla vedellä. Aseta ilmapallon suu 1 litran pullon aukon päälle ja aseta pullo lämpimän veden kulhoon. Ilmapallon tulisi täyttyä, kun pullon sisällä oleva ilma lämpenee. Seuraavaksi, kun ilmapallo on edelleen venytetty pullon suun yli, aseta pullo jäävesikulhoon. Ilmapallon tulisi sitten kutistua alas ja tyhjentyä. Ilmapallon täyttäminen ja tyhjentäminen on suoritettu lämpöenergian avulla.
Tulenkestävä ilmapallo
Osoita lämmön johtuminen ja konvektio täyttämällä kaksi ilmapalloa: yksi kylmällä vedellä ja toinen ilmalla. Sytytä tulitikku ja pidä sitä ilmatäytteisen ilmapallon alla - sen pitäisi repeytyä. Sytytä toinen ottelu ja pidä sitä vedellä täytetyn ilmapallon alla. Sen tulisi pysyä ehjänä, kun ilmapallon sisällä oleva vesi kuljettaa lämpöä ilmapallon pinnalta. Tämä lämmön johtuminen ja konvektio estävät pallokumia saavuttamasta sulamislämpötilaa, eli ilmapallo ei räjähdä.
Objektin eristäminen lämpöenergian menetyksen estämiseksi
Eristystä voidaan käyttää pitämään lämpöenergia pääsemästä aineeseen tai poistumasta siitä. Eri eristystyyppien tehokkuuden määrittämiseksi aloita kaatamalla sama määrä kuumaa vettä neljään eri lasipurkkiin. Ota jokaisessa purkissa olevan veden lämpötila. Seuraavaksi peitä kukin purkki samalla tavalla, mutta erityyppisellä eristysmateriaalilla: alumiinifolio, sanomalehti, kuplat ja villasukka. Anna purkkien istua 10 minuuttia ja ota sitten kunkin purkin lämpötila nähdäksesi, millainen eristys säilytti eniten lämpöenergiaa.