열 에너지 또는 내부 에너지는 물질을 구성하는 미세 요소와 관련된 운동 에너지와 위치 에너지의 합으로 정의됩니다.
몸을 구성하는 원자와 분자는 이동, 회전 및 진동의 무작위 운동을합니다. 이 움직임을 열 교반이라고합니다.
시스템의 열 에너지 변화는 일이나 열을 통해 발생합니다.
예를 들어 핸드 펌프를 사용하여 자전거 타이어를 부 풀릴 때 펌프가 가열되는 것을 알 수 있습니다. 이 경우 열에너지의 증가는 기계적 에너지 전달 (노동)에 의해 발생합니다.
열 전달은 일반적으로 신체의 분자와 원자의 교반을 증가시킵니다. 이로 인해 열 에너지가 증가하고 결과적으로 온도가 증가합니다.
온도가 다른 두 물체가 접촉하면 두 물체 사이에 에너지 전달이 발생합니다. 일정 시간이 지나면 둘 다 동일한 온도를 갖게됩니다. 즉, 열 균형.
열 에너지, 열 및 온도
온도, 열, 열 에너지의 개념은 일상 생활에서 혼동되지만 물리적으로 같은 것을 나타내지 않습니다.
열은 전달되는 에너지이므로 신체에 열이 있다고 말하는 것은 의미가 없습니다. 실제로 신체에는 내부 또는 열 에너지가 있습니다.
온도는 더위와 추위의 개념을 정량화합니다. 또한 두 몸체 사이의 열 전달을 제어하는 속성입니다.
열 형태의 에너지 전달은 두 물체 사이의 온도 차이로 인해 발생합니다. 체온이 가장 높은 신체에서 가장 낮은 체온까지 자발적으로 발생합니다.
세 가지 방법이 있습니다 열 확산: 전도, 대류 및 조사.
에서 운전, 열 에너지는 분자 교반을 통해 전달됩니다. 에서 전달 에너지는 온도에 따라 밀도가 변하기 때문에 가열 된 유체의 움직임을 통해 전파됩니다.
이미 열 조사, 전송은 전자파를 통해 발생합니다.
자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 열과 온도
공식
한 가지 유형의 원자로 만 형성되는 이상 기체의 내부 에너지는 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.
존재,
U: 내부 에너지. 국제 시스템의 단위는 줄 (J)입니다.
n: 가스의 몰수
R: 이상 기체 상수
T: 켈빈 온도 (K)
예
주어진 순간 온도가 27 ° C 인 완벽한 기체 2 몰의 내부 에너지는 얼마입니까?
R = 8.31 J / mol을 고려하십시오. 케이.
먼저 온도를 켈빈으로 변경해야합니다.
T = 27 + 273 = 300K
그런 다음 수식으로 바꾸십시오.
열에너지 사용
처음부터 우리는 태양의 열 에너지를 사용했습니다. 또한 인간은 항상 이러한 자원을 유용한 에너지로 변환하고 증식 할 수있는 장치를 만들려고 노력해 왔습니다. 전기 및 교통.
열에너지를 전기 에너지로 변환하여 대규모로 사용하는 것은 열전 및 열핵 발전소에서 수행됩니다.
이 플랜트에서는 보일러의 물을 데우기 위해 일부 연료가 사용됩니다. 생성 된 증기는 발전기에 연결된 터빈을 움직입니다.
에서 열핵 식물, 물의 가열은 방사성 원소의 핵분열 반응에서 방출되는 열 에너지를 통해 이루어집니다.
이미 열전 식물, 동일한 목적을 위해 재생 가능 및 재생 불가능한 원료의 연소를 사용하십시오.
장점과 단점
일반적으로 화력 발전소는 소비 센터 가까이에 설치할 수 있다는 장점이있어 배 전망 설치로 비용을 절감 할 수 있습니다. 또한 식물의 경우처럼 자연적인 요인에 의존하지 않습니다. 수력 발전소 과 바람.
그러나 그들은 또한 두 번째로 큰 가스 생산국입니다. 온실 효과. 주요 영향은 대기 질을 감소시키는 오염 가스의 배출과 강물의 온난화입니다.
이 유형의 식물은 사용되는 연료 유형에 따라 차이가 있습니다. 아래 표는 현재 사용되는 주요 연료의 장단점을 보여줍니다.
식물의 종류 |
혜택 |
단점 |
|---|---|---|
열전 석탄 |
• 높은 생산성 • 저렴한 연료 및 건설 비용 |
• 가장 많은 온실 가스를 배출하는 곳입니다. • 방출 된 가스 원인 산성비
• 오염은 호흡기 문제를 일으 킵니다 |
열전 천연 가스 |
• 석탄에 비해 지역 오염이 적음 • 낮은 건설 비용 |
• 높은 온실 가스 배출 • 연료비의 매우 큰 변동 (유가와 관련) |
열전 바이오 매스 |
• 저렴한 연료 및 건설 비용 • 낮은 온실 가스 배출 |
• 바이오 매스를 발생시킬 식물 재배를위한 삼림 벌채 가능성. • 식량 생산과 토지 공간 분쟁 |
열핵 |
• 온실 가스 배출이 거의 없습니다. • 높은 생산성 |
• 고비용 • 생산품 방사성 쓰레기
• 사고의 결과는 매우 심각합니다. |
참조 :
- 에너지 원
- 에너지원 운동(템플릿 포함).
