熱エネルギーは、すべての学生が精通している必要がある物理学の基本的な概念です。 幸いなことに、熱エネルギーは、若い学生を熱の科学にさらすための、いくつかの単純で観察可能で魅力的な実験に役立ちます。 実験では、ほんの数例を挙げると、さまざまな色の熱吸収、耐火性、仕事の作成、および断熱材の役割を実証できます。
色と熱
最も単純な熱エネルギー実験の1つは、さまざまな色が太陽エネルギーをどのように異なって吸収するかを実証することです。 まず、いくつかの同じコップを異なる色の紙で包みます。 次に、各グラスに同じ量の水を入れます。 次に、メガネを直射日光に1時間置きます。 最後に、コップ一杯の水の温度を確認します。
熱エネルギーと仕事
私たちはそれを見ることができませんが、熱エネルギーは私たちのために働くことができます。 これを実証するために、風船と1リットルのボトルを冷凍庫に5分間入れます。 次に、ボウルにぬるま湯を入れます。 風船の口を1リットルのボトルの開口部にかぶせ、ボトルを温水のボウルに入れます。 ボトル内の空気が温まると、バルーンが膨らむはずです。 次に、バルーンをボトルの口に伸ばしたまま、ボトルを氷水のボウルに入れます。 その後、バルーンは収縮して収縮するはずです。 バルーンを膨らませたり収縮させたりする作業は、熱エネルギーによって行われます。
耐火気球
1つは冷水で、もう1つは空気で2つのバルーンを満たして、熱の伝導と対流を示します。 マッチに火をつけ、空気で満たされた風船の下にそれを保持します-それは破裂するはずです。 別のマッチに火をつけ、水で満たされた風船の下にそれを保持します。 バルーン内の水がバルーンの表面から熱を運び去っているので、それは無傷のままでなければなりません。 この熱の伝導と対流により、バルーンゴムが溶融温度に達するのを防ぎます。つまり、バルーンが破裂することはありません。
熱エネルギーの損失を防ぐために物体を断熱する
断熱材は、熱エネルギーが物質に出入りするのを防ぐために使用できます。 さまざまな種類の断熱材の効果を判断するには、4つの異なるガラス瓶に同じ量のお湯を注ぐことから始めます。 各瓶の水の温度を取ります。 次に、各瓶を同じように覆いますが、異なるタイプの断熱材（アルミホイル、新聞、プチプチ、ウールの靴下）で覆います。 ジャーを10分間放置してから、各ジャーの温度を調べて、どのタイプの断熱材が最も熱エネルギーを保持しているかを確認します。