Introducción a la energía térmica

Antes de ver el video, es probable que los estudiantes piensen en el calor como una forma de energía en lugar del movimiento de la energía térmica, y es probable que definan la temperatura en términos simples de cuán caliente o frío está algo.

Antes de ver el video, los estudiantes deben saber que agregar energía a una sustancia la calienta y quitar energía de una sustancia la enfría.

El sol, calentadores, bombillas, hornos, estufas, fuegos, motores de automóviles, frotarse las manos y calentadores de manos son ejemplos de calor en nuestra vida cotidiana. Las fuentes comunes de calor, distintas del sol, se pueden clasificar como causadas por flujo eléctrico, reacción química (incluida la combustión) o fricción.

A veces necesitamos enfriar cosas en nuestra vida cotidiana para mantener los alimentos frescos oa las temperaturas que nos gustan, para mantener a las personas cómodas dentro de los edificios, para enfriar nuestros cuerpos cuando hacemos ejercicio, para tratar la fiebre o el agotamiento por calor, etc.

El agua se congela cuando se enfría, es decir, cuando se le quita energía. El hielo se derrite cuando se calienta o cuando se le agrega energía.

Aunque los estudiantes pueden pensar que el "frío" se está moviendo hacia su mano, la energía térmica se está moviendo de su mano al cubo de hielo. La energía térmica se mueve de áreas más calientes a áreas más frías. La transferencia de energía térmica de tu mano al cubo de hielo hace que tu mano se sienta más fría.

La temperatura mide la energía cinética promedio de los átomos o moléculas que componen un objeto. A medida que se agrega energía térmica a un objeto, las moléculas del objeto se mueven más rápido. Cuando las moléculas se mueven más rápido, tienen más energía cinética. Entonces la temperatura aumenta.

A medida que la energía térmica se transfiere al chocolate, sus moléculas vibran cada vez más rápido. Eventualmente, vibran lo suficientemente rápido como para comenzar a deslizarse y moverse. Mientras esto sucede, el chocolate cambia de sólido a líquido.

La energía térmica pasa del vapor de agua en el aire alrededor del vaso a la bebida fría. A medida que las moléculas de agua en el aire pierden energía, se ralentizan y se acercan. Mientras esto sucede, el vapor de agua se condensa en un líquido en el exterior del vaso.

Sí. La energía térmica siempre se mueve de un área con una temperatura más alta a un área con una temperatura más baja. Entonces, si colocas un bloque de hielo en contacto con una sustancia que tiene una temperatura aún más baja, como el nitrógeno líquido o el hielo seco, la energía térmica se movería del hielo a la sustancia más fría.

Debes minimizar la cantidad de energía térmica que ingresa a la bebida desde el aire más cálido que la rodea. Ponerlo en un termo o un vaso aislado al vacío es una forma de hacerlo. La falta de aire entre las dos capas del contenedor ralentiza la transferencia de energía térmica. Otra forma de hacer esto es rodear tu taza con un material que tenga mucho espacio para el aire, como cartón o espuma. El espacio aéreo ralentiza el movimiento de la energía térmica.

Una reacción química dentro del calentador de manos libera energía térmica. Esta energía térmica se mueve del calentador de manos a tus manos.