Warmte-energie is een fundamenteel concept in de natuurkunde waar alle studenten bekend mee 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 warmte-absorptie van verschillende kleuren, vuurbestendigheid, het creëren van werk en de rol van isolatie aantonen, om er maar een paar te noemen.
Kleur en warmte

Een van de eenvoudigste experimenten met thermische energie omvat demonstreren hoe verschillende kleuren zonne-energie anders 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 liggen. Controleer ten slotte de temperatuur van elk glas water.
Thermische energie en werk

Hoewel we het niet kunnen zien, kan thermische energie voor ons werken. Om dit aan te tonen, zet je een ballon en een fles van 1 liter gedurende vijf minuten in de vriezer. Vul vervolgens een kom met lauw water. Plaats 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. Plaats de fles vervolgens met een ballon die nog steeds over de mond van de fles is gespannen in een kom met ijswater. De ballon moet dan krimpen en leeglopen. Het werk van het opblazen en leeg laten lopen van de ballon is bereikt door thermische energie.
Vuurvaste ballon

Laat de geleiding en convectie van warmte zien door twee ballonnen te vullen: een met koud water en een met lucht. Steek een lucifer aan en houd deze onder de met lucht gevulde ballon - deze zou moeten scheuren. Steek nog een lucifer aan en houd deze onder de met water gevulde ballon. Het moet intact blijven omdat het water in de ballon warmte van het oppervlak van de ballon afvoert. Deze geleiding en convectie van warmte voorkomt dat het ballonrubber een smelttemperatuur bereikt, wat betekent dat de ballon niet barst.
Een object isoleren om verlies van thermische energie te voorkomen

Isolatie kan worden gebruikt om thermische energie te voorkomen ofwel een stof binnengaan of verlaten. Om de effectiviteit van verschillende soorten isolatie te bepalen, begint u door dezelfde hoeveelheid heet 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 type isolatie: aluminiumfolie, krantenpapier, noppenfolie en een wollen sok. Laat de potten 10 minuten rusten en neem vervolgens de temperatuur van elke pot om te zien welk type isolatie de meeste thermische energie heeft behouden.