Тепловая энергия - это фундаментальное понятие в физике, с которым должны быть знакомы все студенты. К счастью, тепловая энергия поддается некоторым простым, наблюдаемым и увлекательным экспериментам, чтобы познакомить молодых студентов с наукой о тепле. Эксперименты могут продемонстрировать поглощение тепла разных цветов, огнестойкость, создание работы и роль изоляции, и это лишь некоторые из них.
Цвет и тепло
Один из простейших экспериментов с тепловой энергией включает демонстрацию того, как разные цвета по-разному поглощают солнечную энергию. Для начала оберните несколько одинаковых стаканов бумагой разного цвета. Затем залейте в каждый стакан одинаковое количество воды. Затем оставьте очки на один час под прямыми солнечными лучами. Наконец, проверьте температуру каждого стакана воды.
Тепловая энергия и работа
Хотя мы этого не видим, тепловая энергия может работать на нас. Чтобы продемонстрировать это, поместите воздушный шар и литровую бутылку в морозильную камеру на пять минут. Затем наполните миску теплой водой. Наденьте баллончик на отверстие 1-литровой бутылки и поместите баллон в таз с теплой водой. Воздушный шар должен надуваться по мере того, как воздух внутри бутылки нагревается. Затем, все еще натянутый на горлышко бутылки воздушный шар, поместите бутылку в таз с ледяной водой. После этого воздушный шар должен сжаться и сдуваться. Работа по надуванию и спусканию воздушного шара осуществляется за счет тепловой энергии.
Противопожарный воздушный шар
Продемонстрируйте теплопроводность и конвекцию тепла, наполнив два воздушных шара: один с холодной водой, а другой - с воздухом. Зажгите спичку и подержите ее под воздушным шариком - она должна лопнуть. Зажгите еще одну спичку и подержите ее под воздушным шариком, наполненным водой. Он должен оставаться нетронутым, поскольку вода внутри шара уносит тепло с поверхности шара. Эта проводимость и конвекция тепла не позволяет резине воздушного шара достичь температуры плавления, что означает, что воздушный шар не лопнет.
Изоляция объекта для предотвращения потери тепловой энергии
Изоляцию можно использовать для предотвращения попадания или выхода тепловой энергии из вещества. Чтобы определить эффективность различных типов изоляции, сначала налейте одинаковое количество горячей воды в четыре разные стеклянные банки. Измерьте температуру воды в каждой банке. Затем накройте каждую банку таким же, но другим типом изоляции: алюминиевой фольгой, газетой, пузырчатой пленкой и шерстяным носком. Дайте банкам постоять 10 минут, затем измерьте температуру каждой банки, чтобы увидеть, какой тип изоляции сохранил больше тепловой энергии.