Hő- és energiaátviteli kísérletek

Az energiát két fő kategóriába sorolják: potenciális és kinetikus. A potenciális energia egy tárgyban található energia, és számos formában megtalálható, például kémiai, termikus és elektromos. A kinetikus energia a mozgó tárgyban lévő energia. Az a folyamat, amelynek során az egyik energiaformát megváltoztatják egy másik formává, energiaátalakításnak nevezzük. Ez az energiaátadás sokféle kísérletben megmutatható.

Helyezzen egy fém kanalat forró vízbe, és hagyja egy percig. Érintse meg a kanál végét, amely nem merült a vízbe. Ismételje meg ezt különböző anyagokból, például műanyagból, alumíniumból, rozsdamentes acél és fa. Határozza meg, melyik anyag nőtt a legforróbban a vízben. A vezetés a hőenergia vagy a hő átadása az anyagok között, hőmérséklet-különbségeik miatt. A hőenergia egy magasabb hőmérsékletű területről egy alacsonyabbra kerül. A fémek jobb vezetők, mint a műanyagok, így amikor a kanálokat a forró vízbe helyezi, a víz magas hőmérséklete könnyen átkerül az alacsonyabb hőmérsékletű fém kanálba.

A hőátadás miatt a hideg anyagok hidegebbé válhatnak. Helyezzen fagylaltot két tálba. Kóstolja meg a fagylaltot az első tálban. Vegye figyelembe, hogy milyen hidegnek érzi magát a szájában. Öntsön tejet a második tál fagylaltjára és kóstolja meg. A hőátadás miatt hidegebb érzés. A fagylalt hidegnek érzi magát, mert kevesebb hője van, mint a szájának. Minél gyorsabban távolodik el a hő a száj belsejéből a fagylaltba, annál hidegebbnek érzi a fagylalt. A fagylaltnak vannak buborékai, amelyek szigetelésként működnek. A tejben nincsenek ilyen buborékok, ezért jobb vezetőt vagy utat jelent, hogy a hő át tudjon mozogni rajta. A második tál fagylalt tejbevonata a hőt a szájából a fagylaltba gyorsabban viszi, mint önmagában a fagylalt, hidegebb érzetet keltve.

Szórjon hat fillért egy sík felületre, hogy atomokat vagy molekulákat képviseljen egy anyagban. Helyezzen egy fillért hat centire a többitől. Lődd le ezt a fillért az ujjaddal a többi érme felé. Az egyetlen fillér egy atomot vagy molekulát jelent, amely több kinetikus energiát tartalmaz, mint a többi fillér. A fillérek változásai az ütéskor azt mutatják, hogy a mozgó érme átadja az energiát a csoportnak. Az érme kilövése mozgásra készteti. Megtalálja az álló érméket, átadja nekik az energiát, és ők is mozognak. Ez az átutalás azt is eredményezi, hogy az ön által lőtt fillér megáll.

Mutassa be a hőelnyelődést egy kísérletben, napenergia felhasználásával. Helyezzen egy jégkockát hat különböző színű papírdarabra. Használjon fekete-fehéret, majd négy másik színt, például kék, piros, sárga és zöld színt. Helyezze a kártyákat kint a napsütésbe, és figyelje meg, hogy melyik olvad először és utoljára. A fekete papíron lévő kocka megolvad a leggyorsabban, mert a fekete több fényt nyel el, mint a többi szín. A fehér papíron lévő kocka megolvad a leglassabban, mert a fehér inkább visszaveri a fényt, mint elnyeli azt. Amikor a napfény elnyelődik, a napenergia hővé alakul, ami megolvasztja a jégkockákat.