Механична енергия срещу топлинна енергия
Механичната енергия и топлинната енергия са две форми на енергия. Тези концепции са много критични в области като механични системи, топлинни двигатели, термодинамика и дори биология. Изключително важно е да имате ясно разбиране на тези две концепции, за да овладеете тези области. В тази статия ще обсъдим какво представляват механичната енергия и топлинната енергия, техните определения, приликите и разликите между механичната енергия и топлинната енергия.
Механична енергия
Енергията е неинтуитивна концепция. Терминът „енергия“произлиза от гръцката дума „energeia“, която означава операция или дейност. В този смисъл енергията е механизмът зад една дейност. Енергията не е пряко наблюдавана величина. Въпреки това може да се изчисли чрез измерване на външни свойства. Енергията може да се намери в много форми. Механичната енергия е една такава форма на енергия. Механичната енергия може да бъде разделена на два различни вида енергии. Кинетичната енергия е формата на енергия, която предизвиква движения. Потенциалната енергия е формата на енергия, която възниква поради разположението на обекта. Основното свойство на механичната енергия е, че тя винаги предизвиква насочено, неслучайно движение на обекта като цяло. Ако никакви външни сили, с изключение на консервативната сила, не действат върху обект, поставен вътре в консервативно силово поле, общата механична енергия на обекта е постоянна. По-просто, законът за запазване на енергията гласи, че в изолирана система, която е обект само на консервативни сили, механичната енергия е постоянна. Потенциалната енергия може да приеме форми като гравитационна потенциална енергия, електрическа потенциална енергия и еластична потенциална енергия. В една консервативна система са възможни само преобразувания на енергия. Когато потенциалната енергия се увеличи, кинетичната енергия ще намалее и обратно.
Топлинна енергия
Топлинната енергия, известна още като топлина, е форма на вътрешна енергия на система. Топлинната енергия е причината за температурата на системата. Топлинната енергия възниква поради произволните движения на молекулите на системата. Всяка система с температура над абсолютната нула има положителна топлинна енергия. Самите атоми не съдържат никаква топлинна енергия. Атомите имат кинетична енергия. Когато тези атоми се сблъскат един с друг и със стените на системата, те освобождават топлинна енергия като фотони. Отоплението на такава система ще увеличи топлинната енергия на системата. Колкото по-висока е топлинната енергия на системата, толкова по-висока ще бъде произволността на системата.
Каква е разликата между топлинна енергия и механична енергия?
• Механичната енергия е подреденото движение на молекулите като едно цяло. Топлинната енергия е произволното движение на молекулите.
• Механичната енергия може да бъде 100% преобразувана в топлинна енергия, но топлинната енергия не може да бъде напълно преобразувана в механична енергия.
• Топлинната енергия не може да върши работа, но механичната енергия може да върши работа.
• Механичната енергия има две основни форми, а именно кинетична енергия и потенциална енергия. Топлинната енергия има само една форма.
