온도로 인해 열 에너지는 열역학적 평형의 시스템에 존재하는 내부 에너지입니다. 열역학적 평형이 아닌 시스템의 에너지보다 열 에너지가 생산적인 작업으로 변환하기가 더 어렵습니다.
열 에너지는 물체 내에서 입자의 움직임과 관련이 있으며, 이는 열 생성을 초래할 수 있습니다. 요리에서 재생 가능 에너지 원을 제공하는 것까지 다양한 응용 분야에서 열 에너지가 어떻게 사용되거나 사용될 수 있는지 알아보십시오.
결과적으로 열 에너지는 입자 이동의 결과로 작업을 수행하는 객체의 능력으로 정의 될 수 있습니다.
열 에너지
열 에너지는 신체의 원자 나 분자가 움직일 때 생성 된 에너지입니다. 물질의 열 에너지는 온도에 비례합니다. 물질의 구성 입자의 평균 운동 에너지 측정으로도 알려져 있으며, 이는 움직임을 담당합니다. 열역학은 시스템에서 열이 어떻게 전달되는지, 그 과정에서 작업이 어떻게 수행되는지를 조사하는 물리학의 한 분야입니다.
열역학의 첫 번째 법칙
열역학의 첫 번째 법칙은 에너지 운동과 그 에너지가 어떻게 움직임을 일으키는 지에 관한 것입니다.
열역학적 제 1 법칙은 증기 엔진과 같은 시스템에 대한 압력, 부피 및 온도의 영향을 분석합니다. 우리는 수학적 관계를 적용 하여이 시스템 전체에서 에너지가 열 또는 작업을 수행 할 수있는 능력으로 어떻게 공유되는지 이해할 수 있습니다.
엔지니어들이 산업 시대에 걸쳐 증기 엔진의 효율성을 향상시키기 위해 노력했을 때, 그들은 기계 에너지를 포함하여 많은 에너지 원 사이의 이러한 관계를 발견했습니다.
.열 엔진은 증기 엔진의 또 다른 이름입니다. 제공된 에너지 (열)을“작업”으로 변환하여 피스톤을 구동합니다.이 예에서는 기계 에너지가 있습니다. 열역학의 첫 번째 법칙은 또한 시스템의 총 에너지가 변하지 않는다고 주장합니다. 형태 만 변경됩니다.
열 에너지의 정의는이 통찰력이 필요했습니다. 고유 에너지에 의해 움직이는 물질에서“분자의 무작위 운동”은 열 에너지를 생성한다. 열 에너지는 분자의 운동 에너지의 결과로 물질의 따뜻함 또는 시원함으로 정의됩니다.
열 에너지 공급원
기계적 에너지 :기계적 에너지는 장력의 결과로 물체에 저장된 에너지입니다. 기계적 에너지는 압축 스프링과 스트레치 고무 밴드에 저장되며, 이는 열 에너지로 변형 될 수 있습니다. 마찰의 결과로 방출되는 에너지는 열 에너지의 좋은 예입니다.
화학 에너지 :원자와 분자 사이의 결합에 유지되는 에너지의 양은 화학 에너지라고합니다. 배터리, 바이오 연료, 석유, 천연 가스 및 석탄에는 모두 화학 에너지가 포함되어 있습니다. 인간이 벽난로에서 나무를 태울 때 화학 에너지가 열 에너지로 전환됩니다.
태양 에너지 :가장 효율적인 열 에너지 생산자 중 하나입니다. 가장 환경 친화적이고 일반적으로 접근 가능한 열 에너지 원입니다.
화석 연료 :수백만 년 동안 지구 표면 아래에 깊게 묻힌 동물과 식물의 죽은 잔재에서 생성 된 가연성 화학 물질은 화석 연료로 알려져 있습니다. 석탄, 석유, 천연 가스 및 기타 화석 연료는 예입니다.
지열 에너지 :지구에서 파생 된 에너지는 지열 에너지로 알려져 있습니다. 지열 에너지는 화산, 온천 및 간헐천에 의해 방출되어 몇 가지 예를 지정합니다.
질량은 열 에너지와 관련이 있습니다
다음 시나리오를 고려하십시오. 물 한 잔과 물 비커가 있으며, 둘 다 같은 온도입니다. 비이커의 수량은 유리의 두 배입니다. 물 분자의 평균 운동 에너지는 동일한 온도로 인해 두 경우 모두 동일합니다.
그러나 비이커 내의 물 분자의 총 운동 에너지는 부피 증가로 인해 유리 내의 물 분자의 두 배입니다. 결과적으로, 비이커의 물은 유리에서 물의 열 에너지의 두 배를 갖습니다. 결과적으로 물체의 질량이 증가함에 따라 열 에너지도 증가합니다.
열 에너지 적용
스토브의 가열 요소는 열 에너지를 저장하고 온도가 높을수록 스토브의 에너지가 많습니다. 볼 수는 없지만 분자가 움직이고 있습니다. 내부 열 에너지가 많을수록 분자가 더 빠르게 움직입니다. 물 용기를 뜨거운 요소 위에 바로 놓습니다. 그렇다면 다음에 무슨 일이 일어날까요? 스토브의 열 에너지는 냄비의 입자의 움직임과 결국 물의 속도를 높입니다.
이 용어의 차이점을 이해하는 것이 중요합니다. 열은이 맥락에서 한 품목 또는 시스템에서 다른 품목에서 다른 항목으로 열 에너지를 전달하는 것을 말하며, 전달은 핵심 용어입니다. 입자 이동의 결과로 물체 또는 시스템 내에 저장된 에너지는 열 에너지라고합니다.
손바닥을 스토브 위에 놓으면 더위를 느낄 수 있습니다. 온도계가 가열 될 때 온도계를 물에 넣으면 온도 상승을 볼 수 있습니다. 내부 에너지의 증가에 따라 온도가 상승합니다.
마찰로부터의 열 에너지
일정한 속도로 거친 바닥을 가로 질러 상자를 밀고있는 사람의 상황을 고려하십시오. 마찰력은 보수적이지 않기 때문에 수행 된 작업은 잠재적 에너지로 저장되지 않습니다. 마찰력의 작업은 에너지가 박스 플로어 시스템의 열 에너지로 전달됩니다. 이 열 에너지는 열의 형태로 상자와 바닥으로 전달되어 온도를 높입니다.
드래그의 열 에너지
물체가 유체를 통해 움직이면 유체에 운동량을 부여하여 흐르도록합니다. 일이 움직이지 않더라도 여전히 유동적 인 움직임이있을 것입니다. 이것은 잠시 후 사라질 것입니다.
유체의 대규모 운동은 결국 유체 분자의 많은 작은 무작위 운동으로 재분배됩니다. 이러한 동작은 시스템의 열 에너지 증가를 나타냅니다.
열 에너지 저장
열 에너지를 운반하고 저장할 수있는 시스템을 열 에너지 저장이라고합니다. 이 계획은 태양 광 및 수력 발전과 같은 재생 가능한 에너지 원과 함께 작동하는 최첨단 기술을 기반으로합니다. 수요가 증가함에 따라 일관된 전기 공급을 유지할 수 있도록 저장할 수 있습니다.
열 저장 전략을 "열 에너지 저장"이라고합니다. 저장 시스템을 지속적으로 가열하고 냉각시켜 얻어집니다. 전기 수요 또는 소비가 낮은 기간 동안 열 에너지 (냉장 또는 온수)가 생성 된 다음, 피크 시간 동안 시설에 제공하기 전에 열 에너지 저장 탱크에 저장됩니다.
탱크의 상단과 하단에는 따뜻하거나 냉각 된 물이 탱크로 들어가서 나갈 수있는 디퓨저가 있습니다. 디퓨저는 난기류를 줄이고 탱크의 물이 바닥에 차가운 물과 상단의 더운 물을 층화 할 수 있도록합니다. 따뜻한 물과 차가운 물 구역 사이, 작고 갑작스러운 물 형태의 전이 층.
결론
열 에너지는 항목 내에서 입자의 움직임과 관련이 있으며, 이는 열이 생성 될 수 있습니다. 요리에서 재생 가능 에너지 원을 제공하는 것에 이르기까지 다양한 응용 분야에서 열 에너지가 어떻게 사용되는지 알아보십시오.
신체의 원자 또는 분자가 움직일 때 생성 된 에너지는 열 에너지라고합니다. 물질의 열 에너지는 온도에 비례합니다. 그것은 물질의 구성 입자의 평균 운동 에너지라고도하며, 이는 그들의 움직임을 담당합니다.
