Eksperimenter med varme- og energioverføring

Energi er klassifisert i to hovedkategorier: potensiell og kinetisk. Potensiell energi er energien som finnes i et objekt og finnes i mange former, for eksempel kjemisk, termisk og elektrisk. Kinetisk energi er energien som finnes i et objekt i bevegelse. Prosessen der en form for energi endres til en annen form kalles energiomdannelse. Denne overføringen av energi kan vises i en rekke eksperimenter.

Legg en metallskje i varmt vann og la den stå i et minutt. Berør enden av skjeen som ikke er nedsenket i vannet. Gjenta dette med skjeer laget av forskjellige materialer, som plast, aluminium, rustfritt stål og tre. Bestem hvilket materiale som vokste seg varmest i vannet. Ledning er overføring av termisk energi, eller varme, mellom stoffer på grunn av temperaturforskjellene. Termisk energi overføres fra et område med høyere temperatur til et lavere område. Metaller er bedre ledere enn plast, så når du plasserer skjeene i varmt vann, overføres den høye temperaturen på vannet lett til metallskjeen ved lavere temperatur.

Varmeoverføring kan føre til at kalde stoffer føles kaldere. Ha iskrem i to boller. Prøve isen i den første bollen. Legg merke til hvor kaldt det føles i munnen. Hell melk over isen i den andre bollen og smak den. Det føles kaldere på grunn av overføring av varme. Iskrem føles kald fordi den har mindre varme enn munnen din. Jo raskere varmen beveger seg fra innsiden av munnen din til isen, jo kaldere føles isen. Iskrem har bobler som fungerer som isolasjon. Melk har ikke disse boblene, så det gir en bedre leder, eller vei, for varme å bevege seg gjennom. Belegget av melk på den andre bolle med is bringer varmen fra munnen din til isen raskere enn isen alene, og gir en kaldere følelse.

Spred seks øre på en flat overflate for å representere atomer eller molekyler i et stoff. Plasser en krone seks centimeter unna resten. Skyt denne krona med fingeren mot de andre myntene. Den eneste krona representerer et atom eller molekyl som inneholder mer kinetisk energi enn de andre krone. Endringene i pennene når de treffes viser en overføring av energi fra den mynt som beveger seg til gruppen. Skyting av mynten får den til å bevege seg. Den treffer de stasjonære myntene og overfører energien til dem, og de beveger seg også. Denne overføringen fører også til at øre du skjøt stopper.

Demonstrere varmeabsorpsjon i et eksperiment med solenergi. Plasser en isbit på seks papirstykker med forskjellige farger. Bruk svart og hvitt og deretter fire andre farger, for eksempel blå, rød, gul og grønn. Plasser kortene ute i solen og observer hvilke som smelter først og sist. Kuben på svart papir smelter raskest fordi svart absorberer mer lys enn de andre fargene. Kuben på hvitt papir vil smelte sakte fordi hvitt reflekterer lys i stedet for å absorbere det. Når sollyset absorberes, omdannes solenergien til varme, som smelter isbitene.