Experimenty s prenosom tepla a energie

Energia je rozdelená do dvoch hlavných kategórií: potenciálna a kinetická. Potenciálna energia je energia obsiahnutá v objekte a nachádza sa v mnohých formách, napríklad chemickej, tepelnej a elektrickej. Kinetická energia je energia obsiahnutá v pohybujúcom sa objekte. Proces, pri ktorom sa jedna forma energie mení na inú formu, sa nazýva premena energie. Tento prenos energie je možné demonštrovať v rôznych experimentoch.

Vložte kovovú lyžicu do horúcej vody a nechajte ju minútu. Dotknite sa konca lyžice, ktorá nie je ponorená vo vode. Opakujte to s lyžičkami vyrobenými z rôznych materiálov, ako je plast, hliník, nehrdzavejúca oceľ a drevo. Určte, ktorý materiál rástol vo vode najteplejšie. Vedenie je prenos tepelnej energie alebo tepla medzi látkami kvôli ich teplotným rozdielom. Tepelná energia sa prenáša z oblasti s vyššou teplotou do oblasti s nižšou teplotou. Kovy sú lepšími vodičmi ako plasty, takže keď vložíte lyžice do horúcej vody, vysoká teplota vody sa ľahko prenesie do kovovej lyžice s nižšou teplotou.

Prestup tepla môže spôsobiť, že sa studené látky cítia chladnejšie. Vložte zmrzlinu do dvoch misiek. Ochutnajte zmrzlinu v prvej miske. Všimnite si, aký chlad je v ústach. V druhej miske polejte zmrzlinu mliekom a dochuťte ju. Cíti sa chladnejšie kvôli prestupu tepla. Zmrzlina je chladná, pretože má menej tepla ako vaše ústa. Čím rýchlejšie sa teplo presunie z vnútornej strany úst do zmrzliny, tým je zmrzlina chladnejšia. Zmrzlina má bubliny, ktoré pôsobia ako izolácia. Mlieko nemá tieto bubliny, takže vytvára lepší vodič alebo cestu, aby nimi mohlo prechádzať teplo. Poťah mlieka na druhej miske so zmrzlinou prenáša teplo z vašich úst na zmrzlinu rýchlejšie ako samotná zmrzlina, čo vyvoláva chladnejší pocit.

Rozptýľte šesť pencí na rovnom povrchu, aby predstavovali atómy alebo molekuly v látke. Umiestnite jeden cent šesť centimetrov od zvyšku. Strieľajte tento cent prstom k ostatným minciam. Jeden cent predstavuje atóm alebo molekulu obsahujúcu viac kinetickej energie ako ostatné centy. Zmeny v haliere po zásahu ukazujú prenos energie z pohybujúcej sa mince do skupiny. Streľba mincou spôsobí jej pohyb. Zasiahne nehybné mince, prenesie na ne svoju energiu a tiež sa pohnú. Tento prenos tiež spôsobí zastavenie penny, ktorú ste zastrelili.

Preukázať absorpciu tepla v experimente využívajúcom slnečnú energiu. Na šesť rôzne zafarbených kúskov papiera položte kocku ľadu. Použite čiernu a bielu a potom ďalšie štyri farby, ako je modrá, červená, žltá a zelená. Karty umiestnite vonku na slnko a sledujte, ktoré sa topia ako prvé a posledné. Kocka na čiernom papieri sa bude topiť najrýchlejšie, pretože čierna absorbuje viac svetla ako ostatné farby. Kocka na bielom papieri sa bude topiť najpomalšie, pretože biela svetlo skôr odráža, ako absorbuje. Keď je slnečné svetlo absorbované, slnečná energia sa premení na teplo, ktoré roztaví kocky ľadu.