Siltuma enerģija ir fizikas pamatjēdziens, kas visiem studentiem būtu jāpārzina. Par laimi, siltumenerģija ir piemērota dažiem vienkāršiem, novērojamiem un aizraujošiem eksperimentiem, lai pakļautu jaunos studentus siltuma zinātnei. Eksperimenti var pierādīt dažu krāsu siltuma absorbciju, ugunsdrošību, darba radīšanu un izolācijas lomu.
Krāsa un siltums
Viens no vienkāršākajiem siltumenerģijas eksperimentiem paredz demonstrēt, kā dažādas krāsas atšķirīgi absorbē saules enerģiju. Vispirms iesaiņojiet vairākas vienādas dzeršanas glāzes dažādu krāsu papīrā. Pēc tam katru glāzi piepilda ar tādu pašu ūdens daudzumu. Pēc tam vienu stundu atstājiet brilles tiešos saules staros. Visbeidzot pārbaudiet katra ūdens glāzes temperatūru.
Siltumenerģija un darbs
Lai gan mēs to nevaram redzēt, siltumenerģija var mums palīdzēt. Lai to parādītu, ielieciet balonu un 1 litra pudeli saldētavā uz piecām minūtēm. Pēc tam uzpildiet trauku ar remdenu ūdeni. Ielieciet balona muti virs 1 litra pudeles atveres un ievietojiet pudeli silta ūdens traukā. Balonam vajadzētu piepūsties, kad gaiss pudeles iekšpusē sasilst. Pēc tam, kad balons joprojām ir izstiepts pār pudeles muti, ievietojiet pudeli ledus ūdens traukā. Pēc tam balonam vajadzētu sarauties un iztukšoties. Balona piepūšanas un iztukšošanas darbs ir paveikts, izmantojot siltuma enerģiju.
Ugunsdrošs balons
Parādiet siltuma vadīšanu un konvekciju, piepildot divus balonus: vienu ar aukstu ūdeni un otru ar gaisu. Iededziet sērkociņu un turiet to zem gaisa piepildīta gaisa balona - tam vajadzētu plīst. Iededziniet vēl vienu sērkociņu un turiet to zem ūdens piepildīta gaisa balona. Tam vajadzētu palikt neskartam, jo ūdens balona iekšpusē aiznes siltumu no balona virsmas. Šī siltuma vadīšana un konvekcija neļauj balona gumijai sasniegt kušanas temperatūru, tas nozīmē, ka balons neplīst.
Objekta siltināšana siltuma enerģijas zuduma novēršanai
Izolāciju var izmantot, lai saglabātu siltuma enerģijas iekļūšanu vielā vai tās atstāšanu. Lai noteiktu dažāda veida izolācijas efektivitāti, vispirms ielejiet tādu pašu daudzumu karstā ūdens četrās dažādās stikla burkās. Katrā burkā ņem ūdens temperatūru. Pēc tam katru burku pārklājiet to pašu, bet ar cita veida izolāciju: alumīnija foliju, avīzi, burbuļu ietinumu un vilnas zeķi. Ļaujiet burkām sēdēt 10 minūtes, pēc tam ņemiet katras burkas temperatūru, lai redzētu, kurš izolācijas veids saglabāja visvairāk siltuma enerģijas.