Termisk energi eller intern energi definieras som summan av den kinetiska och potentiella energi som är associerad med de mikroskopiska elementen som utgör materia.
Atomerna och molekylerna som utgör kroppar har slumpmässiga rörelser av translation, rotation och vibrationer. Denna rörelse kallas termisk omrörning.
Variationen av termisk energi i ett system sker genom arbete eller värme.
När vi till exempel använder en handpump för att pumpa upp ett cykeldäck, märker vi att pumpen blir uppvärmd. I detta fall inträffade ökningen av termisk energi genom mekanisk energiöverföring (arbete).
Värmeöverföring orsakar normalt en ökning av omrörningen av molekyler och atomer i en kropp. Detta ger en ökning av termisk energi och följaktligen en ökning av dess temperatur.
När två kroppar med olika temperaturer bringas i kontakt sker energiöverföring mellan dem. Efter en viss tidsperiod kommer båda att ha samma temperatur, det vill säga de når termisk balans.
Värmeenergi, värme och temperatur
Även om begreppen temperatur, värme och termisk energi är förvirrade i vardagen, representerar de fysiskt inte samma sak.
Värme är energi under transport, så det är ingen mening att säga att en kropp har värme. Faktum är att kroppen har inre eller termisk energi.
Temperatur kvantifierar föreställningarna om varmt och kallt. Dessutom är det egenskapen som reglerar överföringen av värme mellan två kroppar.
Överföringen av energi i form av värme sker bara på grund av skillnaden i temperatur mellan två kroppar. Det sker spontant från kroppen med högsta temperatur till lägsta temperatur.
Det finns tre sätt att värmespridning: ledning, konvektion och bestrålning.
På körning, överförs termisk energi genom molekylär omröring. På konvektion energi förökas genom rörelsen av den uppvärmda vätskan, eftersom densiteten varierar med temperaturen.
redan inne värmestrålningsker överföringen genom elektromagnetiska vågor.
Läs också om du vill veta mer Värme och temperatur
Formel
Den inre energin hos en idealgas, som endast bildas av en atomstyp, kan beräknas med följande formel:
Varelse,
U: intern energi. Enheten i det internationella systemet är joule (J)
n: molantal gas
R: idealgaskonstant
T: temperatur i kelvin (K)
Exempel
Vad är den inre energin för 2 mol av en perfekt gas, som vid en given tidpunkt har en temperatur på 27 ° C?
Betrakta R = 8,31 J / mol. K.
Först måste vi ändra temperaturen till kelvin, så vi får:
T = 27 + 273 = 300 K
Byt sedan bara ut det i formeln
Användning av termisk energi
Sedan starten har vi använt termisk energi från solen. Dessutom har människan alltid försökt skapa enheter som kan omvandla och multiplicera dessa resurser till användbar energi, främst vid produktion av elektricitet och transport.
Omvandlingen av termisk energi till elektrisk energi, som ska användas i stor skala, utförs i termoelektriska och termonukleära anläggningar.
I dessa anläggningar används lite bränsle för att värma upp vattnet i en panna. Ångan som produceras flyttar turbinerna anslutna till elgeneratorn.
I termonukleära anläggningar, görs uppvärmningen av vatten genom termisk energi som frigörs från kärnklyvningsreaktionen av radioaktiva element.
redan den termoelektriska anläggningar, använda förbränning av förnybara och icke förnybara råvaror för samma ändamål.
Fördelar och nackdelar
Termoelektriska kraftverk har i allmänhet fördelen att de kan installeras nära förbrukningscentra, vilket minskar kostnaderna med installationen av distributionsnät. Dessutom beror de inte på naturliga faktorer för att fungera, vilket är fallet med växter vattenkraftverk och vind.
De är dock också den näst största producenten av gas. växthuseffekt. Dess huvudsakliga effekter är utsläpp av förorenande gaser som minskar luftkvaliteten och uppvärmningen av flodvatten.
Växter av denna typ uppvisar skillnader beroende på vilken typ av bränsle som används. I tabellen nedan visar vi fördelar och nackdelar med de viktigaste bränslen som för närvarande används.
typ av växt |
Fördelar |
Nackdelar |
|---|---|---|
Termoelektrisk till Kol |
• Hög produktivitet • Låga kostnader för bränsle och konstruktion |
• Det är den som släpper ut mest växthusgaser • Utsläppade gaser orsakar surt regn
• Föroreningar orsakar andningsbesvär |
Termoelektrisk till naturgas |
• Mindre lokal förorening jämfört med kol • Låga byggkostnader |
• Höga utsläpp av växthusgaser • Mycket stor variation i bränslekostnad (förknippad med oljepris) |
Termoelektrisk till biomassa |
• Låga kostnader för bränsle och konstruktion • Låga växthusgasutsläpp |
• Möjlighet till avskogning för odling av växter som ger upphov till biomassa. • Diskutera markytan med livsmedelsproduktion |
Termonukleär |
• Det finns praktiskt taget inget utsläpp av växthusgaser • Hög produktivitet |
• Hög kostnad • Produktion av radioaktivt skräp
• Konsekvenserna av olyckor är mycket allvarliga |
Se också:
- Energikällor
- Energikällövningar (med mall).
