Тепловая энергия окружает нас повсюду. Земля, нагреваемая солнечным излучением, передает тепловую энергию в атмосферу. Благодаря этому факту на поверхности нашей планеты сформировалась температурная среда, в которой процветают живые формы. Тепловая энергия, образующаяся в результате сжигания горючих газов, используется для приготовления пищи и обогрева жилых помещений. Электрическая энергия, перейдя в тепловую, используется в различных электроприборах. Тепловой энергией человек пользуется почти на протяжении всей своей истории: от первобытных людей и до текущего момента.
Что такое тепловая энергия
Любой предмет состоит из мельчайших частиц, которые называют атомами. От характера их движения зависит количество тепловой энергии, запасенной в физическом теле. В веществах, находящихся в жидком или газообразном состоянии, структурные частицы движутся довольно активно или даже хаотично. В твердых телах двигательная активность атомов ощутимо ниже. Соответственно, более сильные колебания мельчайших частиц вещества придают ему большее количество тепловой энергии.
Нагревая любой металл, можно довести его до такого состояния, когда движение молекул из упорядоченного станет хаотичным. Это будет означать, что достигнута температура плавления. Если продолжать нагрев, то вскоре можно достичь состояния, когда сначала отдельные молекулы, а затем огромные массы молекул начнут покидать нагреваемое тело, превращая его в газ.
Немного о теплопроводности
Теплообмен – это процесс, который характеризуется переносом тепловой энергии в пространстве. Теплопроводностью называют передачу тепловой энергии структурными частицами вещества.
Разные материалы обладают разной теплопроводностью и, соответственно, для их нагрева до определенных температур необходимо использовать различные режимы нагрева. Наверняка каждому известно, что при одной и той же температуре окружающего воздуха металлические предметы всегда кажутся холоднее пластмассовых или деревянных. Все дело в том, что металлы обладают более высокой теплопроводностью. Когда мы касаемся пальцем их поверхности, то теплота, выделяемая нашим телом, передается металлическому предмету с большой скоростью. Температура тела в зоне контакта резко падает и на поверхности пальцев возникает четко выраженное ощущение холода. С изделиями из пластика такого не происходит из-за его низкой теплопроводности. Тепло, выделяемое пальцами, распространяется вглубь пластмассового предмета очень медленно. По этой причине мы не ощущаем никаких потерь тепла, предмет ощущается как одной температуры с нашим телом.
Единицы измерения тепловой энергии. Как перевести калории в джоули и килоджоули в килокалории
В системе СИ для измерения тепловой энергии используют общепринятую единицу – Джоуль (обозначается – Дж).
Однако на практике очень часто пользуются внесистемной единицей, которая именуется калорией (обозначение – кал). Одна калория – это физическая величина, означающая количество теплоты, которое требуется для того, чтобы нагреть воду в количестве 1 г на 1°С. Для того чтобы выполнить перевод калорий в джоули или перевод более крупных единиц, например ккал в Дж или килоджоулей в килокалории, нужно знать, как соотносятся эти единицы.
1 кал (калория) = 4,1868 Дж – именно таким образом можно выразить это соотношение.
Покажем на примере. Допустим, что задание выглядит следующим образом: необходимо перевести 1 250 ккал в Дж. Решение выглядит так:
1 250 000 ∙ 4,1868 = 5 233 500 Дж.
Таким образом мы довольно легко выполнили перевод ккал в джоули. Важно не забыть, что 1 ккал = 1 000 кал.
Теперь решим задачу на обратный перевод Дж в кал. Следует вычислить сколько калорий составит 2 800 Дж. Произведем простое вычисление:
2 800 : 4,1868 = 668,77 кал
Как вы считаете, материал был полезен?