Термодинамика, также называемая термодинамикой, - это процесс передачи тепла от одной области к другой. Тепло - это форма энергии, а это означает, что передача тепла на самом деле является передачей энергии. По этой причине изучение термодинамики на самом деле является изучением того, как и почему энергия входит в систему и выходит из нее. Существует множество различных экспериментов, которые могут быть эффективными для объяснения термодинамики детям.
Объяснение термодинамики
Перед проведением экспериментов детям сначала необходимо понять три закона термодинамики. Первый закон термодинамики гласит, что любое изменение внутренней энергии системы равно значению системы за вычетом работы, совершаемой системой. Второй закон гласит, что тепло никогда не может передаваться от более холодного тела к более теплому. Третий закон термодинамики относится к состоянию энтропии или случайности, при котором система, приближаясь к температуре абсолютного нуля, вынуждена черпать энергию из других близлежащих систем; однако, поскольку он черпает энергию из этих систем, он никогда не достигнет абсолютного нуля, что делает третий закон термодинамики физически невозможным.
Домашнее мороженое
Дети могут сделать веселый и вкусный эксперимент - приготовить домашнее мороженое по рецепту, который можно найти на веб-сайте Kelvin's Kids Club (zapatopi.net/kelvin/kidsclub). Следуя рецепту, дети увидят, как тепловая энергия смеси для мороженого перетекала в солевой раствор, который находился на более низкая температура из-за соли, которая была добавлена для понижения ее температуры, пока мороженое и рассол не станут одинаковыми температура. Тепло от более теплого тела передавалось более холодному телу до тех пор, пока оба не достигли одинаковой температуры, демонстрируя, таким образом, второй закон термодинамики.
Кипящий лед
В этом эксперименте выясняется, почему горшок с кипящей водой внезапно перестает кипеть, когда в него помещают кубик льда. Нагрейте кастрюлю с водой на плите, пока она не закипит, затем поместите в кастрюлю несколько кубиков льда; вода сразу перестанет кипеть. Этот эксперимент также доказывает второй закон термодинамики, демонстрируя, что тепло от горелки всегда будет поступать к самому холодному объекту в горшке, которым в данном случае является лед. Таким образом, тепло от горелки перестает заставлять воду закипать, а вместо этого заставляет твердый лед таять и превращаться в воду.
«Наука кулинарии»
Больше подходящих для детей экспериментов с использованием термодинамики можно найти в книге Питера Барнхема «Наука кулинарии». Барнем, профессор Бристольского университета, Великобритания, объясняет, как приготовление пищи и приготовление пищи связаны с термодинамикой. принципы. В книге Барнем углубляется в химию продуктов, обсуждая, как это влияет на вкус конкретной пищи. Барнем также исследует роль термодинамики в приготовлении пищи, и в большинстве глав рассказывается об эксперименте с едой, который могут проводить дети.