Šilumos energija yra pagrindinė fizikos sąvoka, kurią turėtų žinoti visi studentai. Džiugu, kad šiluminė energija leidžia atlikti keletą paprastų, stebimų ir įspūdingų eksperimentų, kad jaunieji studentai galėtų susipažinti su šilumos mokslu. Eksperimentai gali parodyti skirtingų spalvų šilumos absorbciją, atsparumą ugniai, darbo kūrimą ir izoliacijos vaidmenį, tik keletą jų.
Spalva ir šiluma
Vienas iš paprasčiausių šilumos energijos eksperimentų apima demonstravimą, kaip skirtingos spalvos skirtingai absorbuoja saulės energiją. Pirmiausia suvyniokite keletą vienodų gėrimo taurių į skirtingų spalvų popierių. Tada kiekvieną stiklinę užpilkite tokiu pačiu vandens kiekiu. Tada palikite akinius valandai nuo tiesioginių saulės spindulių. Galiausiai patikrinkite kiekvienos stiklinės vandens temperatūrą.
Šiluminė energija ir darbas
Nors mes to nematome, šiluminė energija gali būti naudinga mums. Norėdami tai įrodyti, į šaldiklį penkioms minutėms įdėkite balioną ir 1 litro butelį. Tada užpildykite dubenį drungnu vandeniu. Uždėkite baliono burną ant 1 litro butelio angos ir įdėkite butelį į indą su šiltu vandeniu. Balionas turėtų pripūsti, kai oras butelio viduje sušyla. Toliau balionu, dar ištemptu per butelio burną, įdėkite butelį į ledinio vandens dubenį. Tada balionas turėtų susitraukti žemyn ir išleisti orą. Baliono pripūtimo ir išpūtimo darbai buvo atlikti naudojant šiluminę energiją.
Ugniai atsparus balionas
Parodykite šilumos laidumą ir konvekciją užpildydami du balionus: vieną šaltu vandeniu ir kitą oru. Uždekite degtuką ir laikykite po oru užpildytu balionu - jis turėtų plyšti. Uždekite kitą degtuką ir laikykite jį po vandeniu pripildytu balionu. Jis turėtų likti nepažeistas, nes vanduo baliono viduje neša šilumą iš baliono paviršiaus. Šis šilumos laidumas ir konvekcija neleidžia baliono gumai pasiekti lydymosi temperatūros, ty balionas nesproginėja.
Objekto izoliacija, kad būtų išvengta šilumos energijos praradimo
Izoliacija gali būti naudojama tam, kad šiluminė energija nepatektų į medžiagą ar iš jos nepatektų. Norėdami nustatyti įvairių tipų izoliacijos efektyvumą, pirmiausia užpilkite tą patį kiekį karšto vandens į keturis skirtingus stiklinius indelius. Kiekviename indelyje paimkite vandens temperatūrą. Tada uždėkite kiekvieną stiklainį tuo pačiu, bet kitokio tipo izoliacija: aliuminio folija, laikraščiu, burbuliukų plėvele ir vilnonėmis kojinėmis. Leiskite stiklainiams pabūti 10 minučių, tada paimkite kiekvieno indelio temperatūrą, kad pamatytumėte, kokia izoliacijos rūšis išlaikė daugiausia šiluminės energijos.