L'énergie thermique est un concept fondamental en physique que tous les élèves devraient connaître. Heureusement, l'énergie thermique se prête à quelques expériences simples, observables et fascinantes pour exposer les jeunes étudiants à la science de la chaleur. Les expériences peuvent démontrer l'absorption de chaleur de différentes couleurs, ignifugation, la création de travail, et le rôle de l'isolation, pour n'en nommer que quelques-uns.

Couleur et chaleur

L'un des plus simples thermiques Les expériences énergétiques impliquent de démontrer comment différentes couleurs absorbent l'énergie solaire différemment. Tout d'abord, envelopper plusieurs verres identiques dans du papier de différentes couleurs. Ensuite, remplissez chaque verre avec la même quantité d'eau. Ensuite, laissez les lunettes à la lumière directe du soleil pendant une heure. Enfin, vérifiez la température de chaque verre d'eau.

Énergie thermique et travail

Bien que nous ne puissions pas le voir, l'énergie thermique peut faire du travail pour nous. Pour le démontrer, mettez un ballon et une bouteille de 1 litre dans un congélateur pendant cinq minutes. Ensuite, remplissez un bol d'eau tiède. Mettez la bouche du ballon sur l'ouverture de la bouteille de 1 litre et placez la bouteille dans le bol d'eau chaude. Le ballon doit se gonfler lorsque l'air à l'intérieur de la bouteille se réchauffe. Ensuite, avec le ballon encore tendu sur l'embouchure de la bouteille, placez la bouteille dans un bol d'eau glacée. Le ballon devrait alors rétrécir et se dégonfler. Le travail de gonflement et de dégonflage du ballon a été accompli grâce à l'énergie thermique.

Ballon anti-feu

Démontrer la conduction et la convection de la chaleur en remplissant deux ballons: un avec de l'eau froide et un avec air. Allumez une allumette et maintenez-la sous le ballon rempli d'air - elle devrait se rompre. Allumez un autre match et maintenez-le sous le ballon rempli d'eau. Il devrait rester intact car l'eau à l'intérieur du ballon transporte la chaleur de la surface du ballon. Cette conduction et la convection de la chaleur empêchent le ballon d'atteindre une température de fusion, ce qui signifie que le ballon n'éclate pas.

Isoler un objet pour éviter la perte d'énergie thermique

L'isolation peut être utilisée pour maintenir Pour déterminer l'efficacité de divers types d'isolant, commencez par verser la même quantité d'eau chaude dans quatre bocaux de verre différents. Prenez la température de l'eau dans chaque pot. Ensuite, couvrez chaque pot de la même manière, mais avec un type d'isolation différent: feuille d'aluminium, papier journal, film à bulles et une chaussette en laine. Laissez les bocaux reposer pendant 10 minutes, puis prenez la température de chaque bocal pour voir quel type d'isolation a retenu le plus d'énergie thermique.