熱力学とも呼ばれる熱力学は、ある領域から別の領域に熱がどのように伝達されるかを示すプロセスです。 熱はエネルギーの一形態です。つまり、熱の伝達は実際にはエネルギーの伝達です。 このため、熱力学の研究は、実際には、エネルギーがシステムに出入りする方法と理由の研究です。 子供たちに熱力学を説明するのに効果的であることができるさまざまな異なる実験があります。
熱力学の説明
実験を行う前に、子供たちはまず熱力学の3つの法則を理解する必要があります。 熱力学の第1法則は、システムの内部エネルギーの変化は、システムからシステムによって行われる仕事を差し引いたものに等しいと述べています。 第二法則は、熱が冷たい体から暖かい体に移ることは決してできないと述べています。 熱力学の第3法則は、エントロピーまたはランダム性の状態を指します。この状態では、システムが絶対零度の温度に近づくと、他の近くのシステムからエネルギーを引き出すように強制されます。 ただし、これらのシステムからエネルギーを引き出すため、絶対零度に達することはなく、熱力学の第3法則は物理的に不可能になります。
自家製アイスクリーム
子供たちが行うことができる楽しくておいしい実験は、ケルビンのキッズクラブのウェブサイト（zapatopi.net/kelvin/kidsclub）にあるレシピを使用して自家製アイスクリームを作ることです。 レシピに従うことで、子供たちはアイスクリームミックスの熱エネルギーがブライン溶液にどのように流れ込んだかを見ることができます。 アイスクリームと塩水が同じになるまで、温度を下げるために塩を加えたため、温度が低くなりました 温度。 両方が同じ温度になるまで、暖かい物体の熱が冷たい物体に伝達され、熱力学の第二法則が示されました。
沸騰した氷
この実験では、角氷を入れたときに沸騰したお湯の鍋が突然沸騰を停止する理由を調べます。 鍋の水をストーブで沸騰するまで加熱してから、いくつかの角氷を鍋に入れます。 水はすぐに沸騰しなくなります。 この実験は同様に熱力学の第二法則を証明し、バーナーからの熱が常に鍋の中で最も冷たい物体、この場合は氷に流れることを示しています。 したがって、バーナーからの熱は水を沸騰させるのをやめ、代わりに固体の氷を溶かして水にする働きをします。
「料理の科学」
熱力学を含む子供に適した実験は、PeterBarnhamの著書「TheScienceofCooking」にあります。 英国ブリストル大学のバーナム教授は、食品加工と食事の調理に熱力学がどのように関係しているかを説明します 原則。 この本の中で、バーナムは食品の化学を掘り下げ、これが特定の食品の味にどのように寄与するかについて論じています。 バーナムはまた、料理における熱力学の役割を探求しており、ほとんどの章では、子供たちが実施できる食品ベースの実験を取り上げています。