Šilumos ir energijos perdavimo eksperimentai

Energija skirstoma į dvi pagrindines kategorijas: potencialą ir kinetiką. Potenciali energija yra energija, esanti objekte, ir yra įvairių formų, pavyzdžiui, cheminė, šiluminė ir elektrinė. Kinetinė energija yra energija, esanti judančiame objekte. Procesas, kurio metu viena energijos forma keičiama kita forma, vadinamas energijos pavertimu. Šį energijos perdavimą galima parodyti atliekant įvairius eksperimentus.

Įdėkite metalinį šaukštą į karštą vandenį ir palikite minutei. Palieskite šaukšto galą, kuris nėra panardintas į vandenį. Pakartokite tai su šaukštais iš įvairių medžiagų, tokių kaip plastikas, aliuminis, Nerūdijantis plienas ir mediena. Nustatykite, kuri medžiaga vandenyje užaugo labiausiai. Laidumas yra šilumos energijos arba šilumos perdavimas tarp medžiagų dėl jų temperatūrų skirtumų. Šilumos energija perduodama iš aukštesnės temperatūros zonos į žemesnę. Metalai yra geresni laidininkai nei plastikai, todėl įdėjus šaukštus į karštą vandenį, aukšta vandens temperatūra lengvai perkeliama į žemesnės temperatūros metalinį šaukštą.

Dėl šilumos perdavimo šaltos medžiagos gali jaustis šaltesnės. Dėkite ledus į du dubenėlius. Paragaukite ledų pirmajame dubenyje. Atkreipkite dėmesį, kaip šalta jaučiasi burnoje. Ant antrojo dubenėlio ledus užpilkite pienu ir paskaninkite. Dėl šilumos perdavimo jaučiasi šalčiau. Ledai jaučiasi šalti, nes juose mažiau šilumos nei burnoje. Kuo greičiau šiluma nuo burnos vidaus pereina į ledus, tuo šaltesni ledai jaučiasi. Leduose yra burbuliukų, kurie veikia kaip izoliacija. Pienas neturi šių burbuliukų, todėl jis yra geresnis laidininkas arba kelias, kad šiluma juo galėtų judėti. Pieno danga ant antrojo ledų dubenėlio šilumą iš burnos į ledus perneša greičiau nei vien tik ledai, sukeliant šaltesnį pojūtį.

Išsklaidykite šešis centus ant lygaus paviršiaus, kad atvaizduotumėte medžiagos atomus ar molekules. Padėkite vieną centą šešių colių atstumu nuo likusio. Nušaukite šį centą pirštu link kitų monetų. Vienas centas reiškia atomą ar molekulę, turinčią daugiau kinetinės energijos nei kiti centai. Paspaudus centų pokyčiai rodo energijos perdavimą iš judančios monetos grupei. Nusišovus monetą, ji juda. Jis atsitrenkia į stacionarias monetas, perduodamas joms savo energiją, taip pat jos juda. Šis pervedimas taip pat sustabdo jūsų nušautą centą.

Parodykite šilumos absorbciją eksperimente naudodami saulės energiją. Ant šešių skirtingų spalvų popieriaus gabalėlių uždėkite ledo kubelį. Naudokite juodą ir baltą, o po to keturias kitas spalvas, tokias kaip mėlyna, raudona, geltona ir žalia. Padėkite korteles lauke, saulėje ir stebėkite, kuri tirpsta pirmoji ir paskutinė. Kubas ant juodo popieriaus ištirps greičiausiai, nes juoda spalva sugeria daugiau šviesos nei kitos spalvos. Kubas ant balto popieriaus ištirps lėčiausiai, nes balta spalva atspindi šviesą, o ne sugeria ją. Kai saulės spinduliai absorbuojami, saulės energija virsta šiluma, kuri ištirpdo ledo kubelius.