Зажигание спички - отличный пример множественных преобразований энергии. Несмотря на то, что это невероятно простое действие, которое занимает всего несколько секунд, оно включает в себя несколько типов кинетической и потенциальной энергии.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Когда вы зажигаете спичку, происходят множественные преобразования энергии с участием механической, термической, химической и световой энергии.
Значение энергии
Всем нужна энергия, чтобы жить, двигаться и выполнять свою роль в этом мире. Физики определяют энергию как способность выполнять работу и определяют работу как движение чего-либо против силы, такой как гравитация. Энергия бывает разных форм, таких как свет, тепло, звук и движение. Каждая форма относится к одной из двух категорий: кинетическая энергия (энергия в движении) или потенциальная (запасенная) энергия. Большинство форм энергии могут менять форму, но энергия никогда не теряется. Некоторые преобразования энергии представляют собой единичные преобразования, например, тостер преобразует электрическую энергию в тепловую для поджаривания хлеба. Однако некоторые преобразования энергии, например зажигание спички, включают множественные преобразования энергии.
Механическая энергия в тепловую энергию
Механическая энергия - это энергия, связанная с движением и положением объекта. Когда вы чиркаете спичкой, она движется по воздуху, пока не трется о поверхность. При трении образуется тепло, необходимое для зажигания спички. Это преобразование механической энергии в тепловую (тепловую) энергию.
Тепловая энергия в химическую энергию
Тепловая энергия - это кинетическая форма энергии, которая возникает из-за температуры вещества, которое представляет собой любое вещество, состоящее из частиц или молекул. Когда температура повышается, частицы вибрируют быстрее, выделяя больше тепла. Эта тепловая энергия заставляет частицы спички высвобождать накопленную химическую энергию.
Химическая энергия в тепловую и световую энергию
Химическая энергия - это потенциальная форма энергии, которая удерживает частицы вместе. В головке спички хранится много химической энергии, включая горючие вещества, которые вызывают пламя при трении о подходящую поверхность. Если вы оставите горящую головку спички, со временем загорится и дрова. Когда горючие материалы горят, часть химической энергии преобразуется в тепловую энергию, а часть - в энергию света. Световая энергия, также известная как излучение или электромагнитная энергия, представляет собой тип кинетической энергии, которая принимает форму видимых световых волн, таких как свет от спички.
Энергия активации
Зажигание спички требует энергии активации, то есть минимального количества энергии, которое должно быть доступно для возникновения химической реакции. Чтобы зажечь спичку, вы должны приложить определенную силу, чтобы создать трение и тепло, необходимые для ее зажигания. Химическая реакция происходит при достижении порога энергии активации.