Värmeenergi är ett grundläggande begrepp inom fysik som alla elever ska känna till. Lyckligtvis lämpar sig termisk energi för några enkla, observerbara och fascinerande experiment för att utsätta unga studenter för värmevetenskapen. Experiment kan visa värmeabsorption i olika färger, brandsäkerhet, skapande av arbete och rollen som isolering, för att bara nämna några.
Färg och värme
Ett av de enklaste värmeenergiexperimenten handlar om att visa hur olika färger absorberar solenergi på olika sätt. Förpacka först flera identiska dricksglas i papper i olika färger. Fyll sedan varje glas med samma mängd vatten. Låt sedan glasögonen stå i direkt solljus i en timme. Kontrollera slutligen temperaturen på varje glas vatten.
Termisk energi och arbete
Även om vi inte kan se det kan termisk energi fungera för oss. För att demonstrera detta, lägg en ballong och en 1-liters flaska i en frys i fem minuter. Fyll sedan en skål med ljummet vatten. Lägg ballongens mun över öppningen på 1-litersflaskan och placera flaskan i skålen med varmt vatten. Ballongen ska blåsa upp när luften i flaskan värms upp. Därefter, med ballongen fortfarande sträckt över flaskans mynning, placera flaskan i en skål med isvatten. Ballongen ska sedan krympa ner och tömma. Arbetet med att blåsa upp och tömma ballongen har utförts genom termisk energi.
Brandsäker ballong
Visa ledningen och konvektionen av värme genom att fylla två ballonger: en med kallt vatten och en med luft. Tänd en tändsticka och håll den under den luftfyllda ballongen - den ska brista. Tänd en annan tändsticka och håll den under den vattenfyllda ballongen. Det ska förbli intakt eftersom vattnet i ballongen transporterar bort värme från ballongens yta. Denna ledning och konvektion av värme förhindrar att ballongummit når en smälttemperatur, vilket innebär att ballongen inte spricker.
Isolera ett objekt för att förhindra förlust av termisk energi
Isolering kan användas för att hindra termisk energi från att antingen komma in i eller lämna ett ämne. För att bestämma effektiviteten hos olika typer av isolering, börja med att hälla samma mängd varmt vatten i fyra olika glasburkar. Ta temperaturen på vattnet i varje burk. Därefter täcker du varje burk lika, men med en annan typ av isolering: aluminiumfolie, tidning, bubbelplast och ullstrumpa. Låt burken sitta i 10 minuter och ta sedan temperaturen på varje burk för att se vilken typ av isolering som behöll mest termisk energi.