Warmte-energie is een fundamenteel begrip in de natuurkunde waar alle studenten vertrouwd mee zouden moeten zijn. Gelukkig leent thermische energie zich voor enkele eenvoudige, waarneembare en fascinerende experimenten om jonge studenten bloot te stellen aan de wetenschap van warmte. Experimenten kunnen de warmteabsorptie van verschillende kleuren, brandbestendigheid, het creëren van werk en de rol van isolatie aantonen, om er maar een paar te noemen.

Kleur en warmte

Een van de eenvoudigste thermische technieken energie-experimenten houdt in dat we demonstreren hoe verschillende kleuren zonne-energie op een andere manier absorberen. Wikkel eerst verschillende identieke drinkglazen in papier van verschillende kleuren. Vul vervolgens elk glas met dezelfde hoeveelheid water. Laat de bril vervolgens een uur in direct zonlicht staan. Controleer ten slotte de temperatuur van elk glas water.

Thermische energie en werkomgeving

Hoewel we het niet kunnen zien, kan thermische energie ons wel helpen. Om dit aan te tonen, plaatst u een ballon en een fles van 1 liter vijf minuten in een vriezer. Vul vervolgens een kom met lauw water. Steek de mond van de ballon over de opening van de fles van 1 liter en plaats de fles in de kom met warm water. De ballon moet worden opgeblazen als de lucht in de fles opwarmt. Vervolgens, met de ballon nog steeds uitgerekt over de opening van de fles, plaats de fles in een kom met ijswater. De ballon zou dan moeten krimpen en leeglopen. Het opblazen en leeg laten lopen van de ballon is bereikt door middel van thermische energie.

Brandveilige ballon

Toon de geleiding en convectie van warmte door twee ballonnen te vullen: een met koud water en een met lucht. Steek een lucifer aan en houd deze vast onder de met lucht gevulde ballon - hij zou moeten scheuren. Steek een andere lucifer aan en houd deze onder de met water gevulde ballon. Het moet intact blijven als het water in de ballon warmte van het oppervlak van de ballon wegvoert. Deze geleiding en convectie van warmte voorkomt dat het ballonrubber een smelttemperatuur bereikt, wat betekent dat de ballon niet barst.

Isolatie van een object om verlies van thermische energie te voorkomen

Isolatie kan worden gebruikt om thermische energie van het binnengaan of verlaten van een stof. Om de effectiviteit van verschillende soorten isolatie te bepalen, begint u door dezelfde hoeveelheid warm water in vier verschillende glazen potten te gieten. Neem de temperatuur van het water in elke pot. Bedek vervolgens elke pot op dezelfde manier, maar met een ander soort isolatie: aluminiumfolie, krantenpapier, noppenfolie en een wollen sok. Laat de potten 10 minuten zitten, neem dan de temperatuur van elke pot om te zien welk type isolatie de meeste thermische energie bevat.