Experimentos de transferência de calor e energia

A energia é classificada em duas categorias principais: potencial e cinética. A energia potencial é a energia contida em um objeto e é encontrada em muitas formas, como química, térmica e elétrica. A energia cinética é a energia contida em um objeto em movimento. O processo pelo qual uma forma de energia é alterada para outra é chamado de conversão de energia. Essa transferência de energia pode ser demonstrada em vários experimentos.

Coloque uma colher de metal em água quente e deixe agir por um minuto. Toque na ponta da colher não imersa na água. Repita isso com colheres feitas de materiais diferentes, como plástico, alumínio, aço inoxidável e madeira. Determine qual material cresceu mais quente na água. Condução é a transferência de energia térmica, ou calor, entre substâncias devido às diferenças de temperatura. A energia térmica é transferida de uma área de temperatura mais alta para outra mais baixa. Os metais são melhores condutores do que os plásticos, portanto, quando você coloca as colheres na água quente, a alta temperatura da água é facilmente transferida para a colher de metal de temperatura mais baixa.

A transferência de calor pode fazer com que as substâncias frias pareçam mais frias. Coloque o sorvete em duas tigelas. Experimente o sorvete na primeira tigela. Observe como fica frio na boca. Despeje o leite sobre o sorvete da segunda tigela e experimente. Parece mais frio por causa da transferência de calor. O sorvete parece frio porque tem menos calor do que sua boca. Quanto mais rápido o calor passar do interior da boca para o sorvete, mais frio ele ficará. O sorvete tem bolhas que atuam como isolantes. O leite não tem essas bolhas, por isso é um melhor condutor ou caminho para o calor passar por ele. A camada de leite na segunda tigela de sorvete transporta o calor da boca para o sorvete mais rapidamente do que apenas o sorvete, produzindo uma sensação mais fria.

Espalhe seis centavos em uma superfície plana para representar átomos ou moléculas dentro de uma substância. Coloque um centavo a quinze centímetros de distância do resto. Atire nesta moeda com o dedo em direção às outras moedas. O único centavo representa um átomo ou molécula contendo mais energia cinética do que os outros centavos. As mudanças nos centavos quando atingidas mostram uma transferência de energia da moeda em movimento para o grupo. O tiro da moeda faz com que ela se mova. Ele atinge as moedas fixas, transferindo sua energia para elas, e elas também se movem. Essa transferência também faz com que o centavo que você atirou pare.

Demonstre a absorção de calor em um experimento usando energia solar. Coloque um cubo de gelo em seis pedaços de papel de cores diferentes. Use preto e branco e depois quatro outras cores, como azul, vermelho, amarelo e verde. Coloque as cartas ao sol e observe qual derrete primeiro e por último. O cubo no papel preto derreterá mais rápido porque o preto absorve mais luz do que as outras cores. O cubo no papel branco derreterá mais lentamente porque o branco reflete a luz em vez de absorvê-la. Quando a luz solar é absorvida, a energia solar é convertida em calor, que derrete os cubos de gelo.