Soojusenergia ehk siseenergia on määratletud kui aine moodustavate mikroskoopiliste elementidega seotud kineetilise ja potentsiaalse energia summa.
Kehasid moodustavatel aatomitel ja molekulidel on juhuslik liikumine, pöörlemine ja vibratsioon. Seda liikumist nimetatakse termiliseks segamiseks.
Süsteemi soojusenergia muutus toimub töö või kuumuse kaudu.
Näiteks kui kasutame jalgratta rehvi täitmiseks käsipumpa, täheldame, et pump kuumeneb. Sellisel juhul toimus soojusenergia suurenemine mehaanilise energiaülekande (töö) abil.
Soojusülekanne põhjustab tavaliselt molekulide ja aatomite segamise suurenemist kehas. See põhjustab soojusenergia kasvu ja sellest tulenevalt temperatuuri tõusu.
Kui kaks erineva temperatuuriga keha kokku puutuvad, toimub nende vahel energiaülekanne. Teatud aja möödudes on mõlemal temperatuur sama, see tähendab, et nad jõuavad temperatuurini termiline tasakaal.
Soojusenergia, soojus ja temperatuur
Ehkki temperatuuri, soojuse ja soojusenergia mõisted on igapäevaelus segamini aetud, ei tähenda need füüsiliselt ühte ja sama.
Soojus on transiidiks olev energia, seega pole mõtet öelda, et kehal on soojus. Tegelikult on kehal sise- või soojusenergia.
Temperatuur määrab kuumuse ja külma mõisted kvantitatiivselt. Veelgi enam, see omadus reguleerib soojusülekannet kahe keha vahel.
Energia ülekandmine soojuse kujul toimub ainult kahe keha temperatuuri erinevuse tõttu. See toimub spontaanselt kõrgeima temperatuuri ja madalaima temperatuuriga kehast.
On kolm võimalust kuumus levis: juhtivus, konvektsioon ja kiiritamine.
Kell sõitmine, soojusenergia edastatakse molekulaarse segamise kaudu. Kell konvektsioon energia levib kuumutatud vedeliku liikumise kaudu, kuna tihedus varieerub sõltuvalt temperatuurist.
juba sisse termiline kiiritamine, toimub ülekanne elektromagnetlainete kaudu.
Lisateabe saamiseks lugege ka Kuumus ja temperatuur
Valem
Ideaalse gaasi siseenergia, mis on moodustatud ainult ühte tüüpi aatomitest, saab arvutada järgmise valemi abil:
Olemine,
U: sisemine energia. Rahvusvahelise süsteemi ühik on džaul (J)
n: gaasi moolide arv
R: ideaalne gaasikonstant
T: temperatuur kelviinides (K)
Näide
Mis on 2 mooli täiusliku gaasi siseenergia, mille temperatuur on antud ajahetkel 27 ° C?
Mõelge R = 8,31 J / mol. K.
Kõigepealt peame temperatuuri muutma kelviniks, nii et meil on:
T = 27 + 273 = 300 K
Seejärel asendage see lihtsalt valemis
Soojusenergia kasutamine
Algusest peale oleme kasutanud Päikese soojusenergiat. Lisaks on inimene alati püüdnud luua seadmeid, mis suudaksid neid ressursse muundada ja paljundada kasulikuks energiaks, peamiselt elekter ja transport.
Soojusenergia muundamine elektrienergiaks, mida kasutatakse suures ulatuses, viiakse läbi termo- ja termotuumajaamades.
Nendes tehastes kulub katlas oleva vee soojendamiseks veidi kütust. Toodetud aur liigutab elektrigeneraatoriga ühendatud turbiinid.
Aastal termotuumajaamad, vee soojendamine toimub radioaktiivsete elementide tuumalõhustumisreaktsioonist eralduva soojusenergia abil.
juba termoelektrijaamad, kasutada taastuvate ja taastumatute toorainete põletamist samal eesmärgil.
Eelised ja puudused
Termoelektrijaamade eeliseks on üldiselt see, et neid saab paigaldada tarbimiskeskuste lähedusse, mis vähendab jaotusvõrkude paigaldamisega kulusid. Lisaks ei sõltu need toimimiseks looduslikest teguritest, nagu taimede puhul hüdroelektrijaamad ja tuul.
Kuid nad on ka suuruselt teine gaasitootja. kasvuhooneefekt. Selle peamised mõjud on õhukvaliteeti halvendavate saastavate gaaside eraldumine ja jõgede soojenemine.
Seda tüüpi taimedel on erinevused sõltuvalt kasutatud kütuse tüübist. Alljärgnevas tabelis näitame praegu kasutatavate peamiste kütuste eeliseid ja puudusi.
taime tüüp |
Kasu |
Puudused |
|---|---|---|
Termoelektriline kuni Süsi |
• Kõrge tootlikkus • Madalad kütuse- ja ehituskulud |
• See eraldab kõige rohkem kasvuhoonegaase • Heitgaasid põhjustavad happevihm
• Reostus põhjustab hingamisteede probleeme |
Termoelektriline kuni maagaas |
• Vähem kohalikku reostust kui kivisüsi • Madal ehitusmaksumus |
• Suured kasvuhoonegaaside heitkogused • Väga suur varieeruvus kütusekuludes (seotud naftahinnaga) |
Termoelektriline kuni biomass |
• Madalad kütuse- ja ehituskulud • Madal kasvuhoonegaaside heide |
• Metsa raadamise võimalus taimede kasvatamiseks, mis annavad biomassi. • Vaidlustada maaruumi toiduainete tootmisega |
Termotuuma |
• Kasvuhoonegaase praktiliselt ei eraldu • Kõrge tootlikkus |
• Kõrge hind • tootmine radioaktiivne prügikast
• Õnnetuste tagajärjed on väga tõsised |
Vaadake ka:
- Energiaallikad
- Energiaallikate harjutused (koos malliga).
