Pokusi prijenosa topline i energije

Energija se klasificira u dvije glavne kategorije: potencijalna i kinetička. Potencijalna energija je energija sadržana u objektu i nalazi se u mnogim oblicima, poput kemijskih, toplinskih i električnih. Kinetička energija je energija sadržana u objektu u pokretu. Proces kojim se jedan oblik energije mijenja u drugi oblik naziva se pretvorba energije. Ovaj prijenos energije može se pokazati u raznim eksperimentima.

Stavite metalnu žlicu u vruću vodu i ostavite minutu. Dodirnite kraj žlice koji nije uronjen u vodu. Ponovite to sa žlicama izrađenim od različitih materijala, kao što su plastika, aluminij, ne hrđajući Čelik i drvo. Utvrdite koji je materijal najviše vreo u vodi. Provođenje je prijenos toplinske energije ili topline između tvari zbog njihovih temperaturnih razlika. Toplinska energija prenosi se iz područja više temperature u područje koje je niže. Metali su bolji vodiči od plastike, pa kad žlice stavljate u vruću vodu, visoka temperatura vode lako se prenosi na metalnu žlicu niže temperature.

Prijenos topline može hladne tvari osjećati hladnije. Stavite sladoled u dvije posude. Uzorak sladoleda u prvoj zdjeli. Imajte na umu kako vam je hladno u ustima. Prelijte sladoled u drugoj zdjeli mlijekom i kušajte ga. Osjećam se hladnije zbog prijenosa topline. Sladoled je hladan jer ima manje topline od vaših usta. Što se toplina brže udaljava od unutrašnjosti vaših usta u sladoled, to je sladoled hladniji. Sladoled ima mjehuriće koji djeluju kao izolacija. Mlijeko nema ove mjehuriće, pa čini bolji vodič ili put za kretanje topline kroz njega. Prevlaka mlijeka na drugoj zdjelici sladoleda brže nego što sladoled sam nosi toplinu od vaših usta do sladoleda stvara hladniji osjećaj.

Raspršite šest penija na ravnoj površini da predstavljaju atome ili molekule unutar tvari. Stavite jedan peni na šest centimetara od ostatka. Pucajte ovaj peni prstom prema ostalim novčićima. Jedan peni predstavlja atom ili molekulu koji sadrže više kinetičke energije od ostalih penija. Promjene u novčanicama pri udarcu pokazuju prijenos energije s pokretnog novčića na grupu. Pucanje novčića uzrokuje njegovo pomicanje. Udari u nepokretne novčiće, prenoseći svoju energiju na njih, a oni se također kreću. Ovaj prijenos također zaustavlja peni koji ste pucali.

Pokažite apsorpciju topline u eksperimentu koristeći sunčevu energiju. Stavite kocku leda na šest papira različitih boja. Koristite crno-bijelu, a zatim još četiri boje, poput plave, crvene, žute i zelene. Stavite karte vani na sunce i promatrajte koja se topi prva i posljednja. Kocka na crnom papiru najbrže će se rastopiti jer crna upija više svjetlosti od ostalih boja. Kocka na bijelom papiru će se najsporije topiti jer bijela reflektira svjetlost, a ne da je apsorbira. Kada se sunčeva svjetlost apsorbira, sunčeva energija pretvara se u toplinu koja otapa kockice leda.