Termodinamik olarak da adlandırılan termal dinamik, ısının bir alandan diğerine nasıl aktarıldığı sürecidir. Isı bir enerji şeklidir, yani ısı transferi aslında enerji transferidir. Bu nedenle termodinamik çalışması aslında enerjinin sistemlerin içine ve dışına nasıl ve neden hareket ettiğinin incelenmesidir. Çocuklara termodinamiği açıklamada etkili olabilecek çeşitli farklı deneyler vardır.
Termodinamiği Açıklamak
Deney yapmadan önce, çocukların termodinamiğin üç yasasını anlamaları gerekir. Termodinamiğin birinci yasası, bir sistemin iç enerjisindeki herhangi bir değişikliğin sistemden sistem tarafından yapılan işin çıkarılmasına eşit olduğunu belirtir. İkinci yasa, ısının asla daha soğuk bir vücuttan daha sıcak olana aktarılamayacağını belirtir. Termodinamiğin üçüncü yasası, bir sistemin mutlak sıfır sıcaklığına yaklaşırken yakındaki diğer sistemlerden enerji çekmeye zorlandığı entropi veya rastgelelik durumunu ifade eder; ancak bu sistemlerden enerji çektiği için asla mutlak sıfıra ulaşamayacak ve termodinamiğin üçüncü yasasını fiziksel olarak imkansız hale getirecektir.
Ev yapımı dondurma
Çocukların yapabileceği eğlenceli ve lezzetli bir deney, Kelvin's Kids Club web sitesinde (zapatopi.net/kelvin/kidsclub) bulunan bir tarifi kullanarak ev yapımı dondurma yapmaktır. Çocuklar tarifi takip ederek, dondurma karışımındaki ısı enerjisinin tuzlu su çözeltisine nasıl aktığını görmüş olacaklar. hem dondurma hem de tuzlu su aynı olana kadar sıcaklığını düşürmek için eklenen tuz nedeniyle daha düşük sıcaklık sıcaklık. Sıcak cismin ısısı, her ikisi de aynı sıcaklığa gelene kadar daha soğuk cisme aktarılır, böylece termodinamiğin ikinci yasasını gösterir.
Kaynar Buz
Bu deney, içine bir küp buz konulduğunda kaynayan bir tencerenin kaynamasının neden aniden durduğunu inceliyor. Bir tencere suyu sabit bir kaynama noktasına gelene kadar ocakta ısıtın, ardından tencereye birkaç buz küpü koyun; su kaynamayı hemen durduracaktır. Bu deney aynı şekilde termodinamiğin ikinci yasasını da kanıtlayarak, brülörden gelen ısının her zaman tenceredeki en soğuk nesneye, bu durumda buza akacağını gösterir. Bu nedenle, brülörden gelen ısı, suyun kaynamasını durdurur, bunun yerine katı buzun erimesini ve su olmasını sağlar.
"Pişirme Bilimi"
Termodinamiği içeren çocuklara uygun daha fazla deney, Peter Barnham'ın "The Science of Cooking" adlı kitabında bulunabilir. İngiltere, Bristol Üniversitesi'nde profesör olan Barnham, yemek hazırlama ve yemek pişirme yemeklerinin termodinamiği nasıl içerdiğini açıklıyor. prensipler. Kitapta Barnham, yiyeceklerin kimyasını inceliyor ve bunun belirli bir yiyeceğin tadına nasıl katkıda bulunduğunu tartışıyor. Barnham ayrıca termodinamiğin yemek pişirmedeki rolünü araştırıyor ve çoğu bölümde çocukların yürütebileceği gıda temelli bir deney var.