Energi panas atau energi internal didefinisikan sebagai jumlah energi kinetik dan energi potensial yang terkait dengan unsur-unsur mikroskopis yang menyusun materi.
Atom dan molekul yang membentuk benda memiliki gerakan translasi, rotasi, dan getaran acak. Gerakan ini disebut agitasi termal.
Variasi energi panas dalam suatu sistem terjadi melalui kerja atau panas.
Misalnya, ketika kita menggunakan pompa tangan untuk memompa ban sepeda, kita melihat bahwa pompa menjadi panas. Dalam hal ini, peningkatan energi panas terjadi melalui transfer energi mekanik (tenaga kerja).
Perpindahan panas biasanya menyebabkan peningkatan agitasi molekul dan atom dalam tubuh. Ini menghasilkan peningkatan energi panas dan akibatnya peningkatan suhunya.
Ketika dua benda dengan suhu yang berbeda dibawa ke dalam kontak, transfer energi terjadi di antara mereka. Setelah selang waktu tertentu, keduanya akan memiliki suhu yang sama, yaitu mereka akan mencapai keseimbangan termal.
Energi termal, panas dan suhu
Meskipun konsep suhu, panas, dan energi panas membingungkan dalam kehidupan sehari-hari, secara fisik mereka tidak mewakili hal yang sama.
Panas adalah energi yang berpindah, jadi tidak masuk akal untuk mengatakan bahwa benda memiliki panas. Faktanya, tubuh memiliki energi internal atau termal.
Suhu mengukur pengertian panas dan dingin. Lebih jauh, itu adalah properti yang mengatur perpindahan panas antara dua benda.
Perpindahan energi dalam bentuk panas hanya terjadi karena perbedaan suhu antara dua benda. Itu terjadi secara spontan dari tubuh dengan suhu tertinggi ke suhu terendah.
Ada tiga cara penyebaran panas: konduksi, konveksi dan iradiasi.
Di menyetir, energi panas ditransmisikan melalui agitasi molekuler. Di konveksi energi merambat melalui pergerakan fluida yang dipanaskan, karena densitas bervariasi dengan suhu.
sudah di iradiasi termal, transmisi terjadi melalui gelombang elektromagnetik.
Untuk mempelajari lebih lanjut, baca juga Panas dan Suhu
Rumus
Energi internal gas ideal, yang dibentuk oleh hanya satu jenis atom, dapat dihitung dengan rumus berikut:
Makhluk,
U: energi dalam. Satuan dalam sistem internasional adalah joule (J)
n: jumlah mol gas
R: konstanta gas ideal
T: suhu dalam kelvin (K)
Contoh
Berapa energi dalam dari 2 mol gas sempurna, yang pada waktu tertentu memiliki suhu 27 °C?
Pertimbangkan R=8,31 J/mol. K
Pertama kita harus mengubah suhu ke kelvin, sehingga kita akan memiliki:
T = 27 + 273 = 300 K
Kemudian ganti saja dalam rumus
Penggunaan energi panas
Sejak awal, kami telah menggunakan energi panas dari Matahari. Selain itu, manusia selalu berusaha menciptakan perangkat yang mampu mengubah dan melipatgandakan sumber daya ini menjadi energi yang berguna, terutama dalam produksi energi. listrik dan transportasi.
Transformasi energi panas menjadi energi listrik, untuk digunakan dalam skala besar, dilakukan di pembangkit termoelektrik dan termonuklir.
Di pembangkit ini, beberapa bahan bakar digunakan untuk memanaskan air dalam boiler. Uap yang dihasilkan menggerakkan turbin yang terhubung ke pembangkit tenaga listrik.
Dalam pembangkit termonuklir, pemanasan air dilakukan melalui energi panas yang dilepaskan dari reaksi fisi nuklir unsur radioaktif.
sudah tanaman termoelektrik, menggunakan pembakaran bahan baku terbarukan dan tidak terbarukan untuk tujuan yang sama.
Keuntungan dan kerugian
Pembangkit listrik termoelektrik secara umum memiliki keunggulan karena dapat dipasang dekat dengan pusat-pusat konsumsi, sehingga mengurangi biaya dengan pemasangan jaringan distribusi. Selain itu, mereka tidak bergantung pada faktor alam untuk beroperasi, seperti halnya dengan tanaman pembangkit listrik tenaga air dan angin.
Namun, mereka juga merupakan produsen gas terbesar kedua. efek rumah kaca. Dampak utamanya adalah emisi gas pencemar yang menurunkan kualitas udara dan pemanasan air sungai.
Tanaman jenis ini menyajikan perbedaan tergantung dari jenis bahan bakar yang digunakan. Pada tabel di bawah ini, kami menunjukkan kelebihan dan kekurangan bahan bakar utama yang saat ini digunakan.
jenis tanaman |
Manfaat |
Kekurangan |
|---|---|---|
Termoelektrik ke Batu bara |
• Produktivitas tinggi • Biaya bahan bakar dan konstruksi yang rendah |
• Ini adalah salah satu yang paling banyak mengeluarkan gas rumah kaca • Gas yang dikeluarkan menyebabkan hujan asam
• Polusi menyebabkan masalah pernapasan |
Termoelektrik ke gas alam |
• Lebih sedikit polusi lokal dibandingkan dengan batu bara • Biaya konstruksi rendah |
• Emisi gas rumah kaca yang tinggi • Variasi biaya bahan bakar yang sangat besar (terkait dengan harga minyak) |
Termoelektrik ke biomassa |
• Biaya bahan bakar dan konstruksi yang rendah • Emisi gas rumah kaca yang rendah |
• Kemungkinan deforestasi untuk budidaya tanaman yang akan menimbulkan biomassa. • Sengketa lahan dengan produksi pangan |
Termonuklir |
• Praktis tidak ada emisi gas rumah kaca • Produktivitas tinggi |
• Harga tinggi • Produksi sampah radioaktif
• Akibat kecelakaan sangat serius |
Lihat juga:
- Sumber energi
- Latihan Sumber Energi (dengan template).
