Termisk dynamikk, også kalt termodynamikk, er prosessen med hvordan varme overføres fra ett område til et annet. Varme er en form for energi, som betyr at overføring av varme faktisk er overføring av energi. Av denne grunn er studiet av termodynamikk faktisk studiet av hvordan og hvorfor energi beveger seg inn og ut av systemer. Det er en rekke forskjellige eksperimenter som kan være effektive for å forklare termodynamikk for barn.
Forklare termodynamikk
Før de utfører eksperimenter, må barna først forstå termodynamikkens tre lover. Den første loven om termodynamikk sier at enhver endring i den indre energien til et system er lik systemet minus arbeidet som gjøres av systemet. Den andre loven sier at varme aldri kan overføres fra et kaldere legeme til et varmere. Den tredje loven om termodynamikk refererer til tilstanden til entropi, eller tilfeldighet, der et system, når det nærmer seg en temperatur på absolutt null, blir tvunget til å hente energi fra andre nærliggende systemer; når det trekker energi fra disse systemene, vil det imidlertid aldri nå absolutt null, noe som gjør termodynamikkens tredje lov til en fysisk umulighet.
Hjemmelaget iskrem
En morsom og deilig eksperiment barna kan gjøre er å lage hjemmelaget iskrem ved hjelp av en oppskrift som finnes på nettstedet til Kelvin's Kids Club (zapatopi.net/kelvin/kidsclub). Ved å følge oppskriften, vil barna ha sett hvordan varmeenergi i isblandingen strømmet inn i en saltoppløsning, som var kaldere temperatur på grunn av saltet som ble tilsatt for å senke temperaturen, til både iskremen og saltlaken var på det samme temperatur. Varmen fra den varmere kroppen overføres til den kaldere kroppen til begge ble samme temperatur, og demonstrerte dermed den andre loven om termodynamikk.
Kokende is
Dette eksperimentet ser på hvorfor en gryte med kokende vann plutselig slutter å koke når en isbit legges i den. Varm en gryte med vann på komfyren til den koker jevnt, legg deretter flere isbiter i gryten; vannet vil umiddelbart slutte å koke. Dette eksperimentet viser også den andre loven om termodynamikk, og viser at varmen fra brenneren alltid vil strømme til den kaldeste gjenstanden i potten, som i dette tilfellet er isen. Derfor slutter varmen fra brenneren å få vannet til å koke ettersom det i stedet fungerer for å få den faste isen til å smelte og bli til vann.
"Vitenskapen om matlaging"
Flere barns passende eksperimenter som involverer termodynamikk, finner du i Peter Barnhams bok "The Science of Cooking." Barnham, professor ved University of Bristol, U.K., forklarer hvordan matlaging og matlaging involverer termodynamisk prinsipper. I boken dykker Barnham inn i kjemien til matvarer, og diskuterer hvordan dette bidrar til smaken av en bestemt mat. Barnham utforsker også rollen som termodynamikk i matlaging, med de fleste kapitler med et matbasert eksperiment som barna kan gjennomføre.