熱エネルギーを科学的に定義する方法

ソートカンパニー

ほとんどの人は熱という言葉を使って暖かく感じるものを表現しますが、科学では熱力学方程式、特に熱は次の方法による 2 つのシステム間のエネルギーの流れとして定義されます。 運動エネルギー .これは、暖かい物体からより冷たい物体にエネルギーを伝達するという形を取ることができます。もっと簡単に言えば、熱エネルギーまたは単に熱とも呼ばれる熱エネルギーは、粒子が互いに跳ね返ることによって、ある場所から別の場所に移動します。すべての物質には熱エネルギーが含まれており、存在する熱エネルギーが多いほど、アイテムまたは領域は熱くなります。

熱対温度

熱との違い温度微妙ですがとても重要です。熱はシステム (または物体) 間のエネルギーの移動を指しますが、温度は単一のシステム (または物体) 内に含まれるエネルギーによって決まります。つまり、熱はエネルギーであり、温度はエネルギーの尺度です。熱を加えると体温が上がり、熱を取り除くと体温が下がります。したがって、温度の変化は、熱の存在、または逆に熱の不足の結果です。

部屋に温度計を置いて周囲の空気温度を測定することで、部屋の温度を測定できます。スペースヒーターをオンにすると、部屋に熱を加えることができます。部屋に熱が加えられると、温度が上昇します。

粒子は高温でより多くのエネルギーを持ち、このエネルギーが 1 つのシステムから別のシステムに転送されると、動きの速い粒子が動きの遅い粒子と衝突します。それらが衝突すると、より速い粒子がそのエネルギーの一部をより遅い粒子に転送し、すべての粒子が同じ速度で動作するまでプロセスが続きます。これを熱平衡と呼びます。

熱の単位

の はいユニット 熱はジュール (J) と呼ばれるエネルギーの形です。熱はカロリー (cal) で測定されることも多く、これは「1 グラムの水の温度を摂氏 14.5 度から 15.5 度に上げるのに必要な熱量」と定義されます。摂氏.'熱は、「英国熱量単位」または Btu で測定されることもあります。

熱エネルギー伝達の署名規則

物理方程式では、伝達される熱の量は通常、記号 Q で表されます。熱伝達は、正または負の数で示されます。周囲に放出される熱量は負の量で書きます（Q<0). When heat is absorbed from the surroundings, it is written as a positive value (Q>0)。

熱の伝わり方

熱を伝えるには、対流、伝導、放射の 3 つの基本的な方法があります。多くの住宅は、気体または液体を介して熱エネルギーを伝達する対流プロセスによって加熱されます。家の中では、空気が加熱されると、粒子が熱エネルギーを獲得してより速く移動できるようになり、温度の低い粒子が暖められます。熱い空気は冷たい空気よりも密度が低いため、上昇します。冷たい空気が落下すると、暖房システムに引き込まれ、より速い粒子が再び空気を加熱できるようになります。これは空気の循環流と考えられ、対流と呼ばれます。これらの流れは、私たちの家を一周し、暖めます。

伝導プロセスは、ある固体から別の固体への熱エネルギーの移動であり、基本的には接触している 2 つのものです。この例は、ストーブで調理するときに見ることができます。熱いバーナーの上に冷たい鍋を置くと、バーナーから鍋に熱エネルギーが伝わり、加熱されます。

放射は、熱が分子のない場所を移動するプロセスであり、実際には電磁エネルギーの一種です。直接接続せずに熱を感じることができるアイテムは、エネルギーを放射しています。これは、太陽の熱、数フィート離れた焚き火からの熱の感覚、そして各人の体が熱を放射しているため、空の部屋よりも人でいっぱいの部屋が自然に暖かくなるという事実でさえ見ることができます.