ניסויים בהעברת חום ואנרגיה

אנרגיה מסווגת לשתי קטגוריות עיקריות: פוטנציאל וקינטי. אנרגיה פוטנציאלית היא האנרגיה הכלולה באובייקט והיא מצויה בצורות רבות, כגון כימי, תרמי וחשמלי. אנרגיה קינטית היא האנרגיה הכלולה באובייקט נע. התהליך בו משתנה צורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת נקרא המרת אנרגיה. ניתן להציג העברת אנרגיה זו במגוון ניסויים.

מניחים כף מתכת למים חמים ומשאירים אותה לדקה. גע בקצה הכף שלא טובל במים. חזור על כך בכפות העשויות מחומרים שונים, כגון פלסטיק, אלומיניום, פלדת אל - חלד ועץ. קבעו איזה חומר גדל הכי חם במים. הולכה היא העברת אנרגיה תרמית, או חום, בין חומרים בגלל הבדלי הטמפרטורה שלהם. אנרגיה תרמית מועברת מאזור בעל טמפרטורה גבוהה יותר לאזור נמוך יותר. מתכות הן מוליכות טובות יותר מפלסטיק, לכן כשמניחים את הכפות במים החמים הטמפרטורה הגבוהה של המים מועברת בקלות לכף המתכת בטמפרטורה נמוכה יותר.

העברת חום עלולה לגרום לחומרים קרים להרגיש קר יותר. מניחים גלידה לשתי קערות. דגמו את הגלידה בקערה הראשונה. שימו לב כמה קר זה מרגיש בפה. יוצקים חלב על הגלידה בקערה השנייה וטועמים אותה. זה מרגיש קר בגלל העברת החום. גלידה מרגישה קרה כי יש לה פחות חום מפיך. ככל שהחום מתרחק מהחלק הפנימי של הפה לגלידה, כך הגלידה מרגישה קר יותר. בגלידה יש ​​בועות הפועלות כידוד. בחלב אין את הבועות האלה, ולכן הוא הופך מוליך טוב יותר, או מסלול, לחום שיעבור דרכו. ציפוי החלב על קערת הגלידה השנייה מעביר את החום מהפה לגלידה במהירות רבה יותר מהגלידה בלבד, ומייצר תחושה קרה יותר.

פיזור שש גרושות על משטח ישר כדי לייצג אטומים או מולקולות בתוך חומר. מניחים אגורה אחת במרחק שישה סנטימטרים מהשאר. תירה באגורה הזו עם האצבע לעבר המטבעות האחרים. הפרוטה היחידה מייצגת אטום או מולקולה המכילים אנרגיה קינטית יותר משאר הפרוטות. השינויים בפרוטות בעת ההכה מראים העברת אנרגיה מהמטבע הנע לקבוצה. הירי במטבע גורם לו לזוז. הוא פוגע במטבעות הנייחים, מעביר אליהם את האנרגיה שלו, והם נעים גם כן. העברה זו גורמת גם להפסקת האגורה שירה לך.

להפגין ספיגת חום בניסוי באמצעות אנרגיה סולארית. הניחו קוביית קרח על שש פיסות נייר בצבע שונה. השתמש בשחור לבן ואז בארבעה צבעים אחרים, כגון כחול, אדום, צהוב וירוק. הניחו את הקלפים בחוץ בשמש וצפו באילו נמסים ראשונים ואחרונים. הקוביה על הנייר השחור תימס הכי מהר כי השחור סופג יותר אור משאר הצבעים. הקוביה על הנייר הלבן תתמוסס הכי לאט מכיוון שלבן מחזיר אור ולא סופג אותו. כאשר אור השמש נספג, אנרגיית השמש מומרת לחום, הממיס את קוביות הקרח.