Mekaaninen energia vs lämpöenergia
Mekaaninen energia ja lämpöenergia ovat kaksi energiamuotoa. Nämä käsitteet ovat erittäin kriittisiä sellaisilla aloilla kuin mekaaniset järjestelmät, lämpökoneet, termodynamiikka ja jopa biologia. Näiden alojen hallitsemiseksi on tärkeää ymmärtää nämä kaksi käsitettä selkeästi. Tässä artikkelissa aiomme keskustella mitä mekaaninen energia ja lämpöenergia ovat, niiden määritelmiä, yhtäläisyyksiä ja eroja mekaanisen energian ja lämpöenergian välillä.
Mekaaninen energia
Energia on epäintuitiivinen käsite. Termi "energia" on johdettu kreikan sanasta "energeia", joka tarkoittaa toimintaa tai toimintaa. Tässä mielessä energia on toiminnan takana oleva mekanismi. Energia ei ole suoraan havaittavissa oleva määrä. Se voidaan kuitenkin laskea mittaamalla ulkoisia ominaisuuksia. Energiaa löytyy monessa muodossa. Mekaaninen energia on yksi tällainen energiamuoto. Mekaaninen energia voidaan jakaa kahteen erityyppiseen energiaan. Kineettinen energia on energiamuoto, joka aiheuttaa liikkeitä. Potentiaalinen energia on energian muoto, joka syntyy kohteen sijainnin vuoksi. Mekaanisen energian perusominaisuus on, että se aiheuttaa aina kohteen kokonaisuutena suunnatun, ei-satunnaisen liikkeen. Jos konservatiivisen voimakentän sisällä olevaan esineeseen ei vaikuta ulkoisia voimia konservatiivisen voiman lisäksi, kohteen mekaaninen kokonaisenergia on vakio. Yksinkertaisemmin sanottuna energian säilymislaki sanoo, että eristetyssä järjestelmässä, johon kohdistuu vain konservatiivisia voimia, mekaaninen energia on vakio. Potentiaalienergia voi olla muotoja, kuten gravitaatiopotentiaalienergia, sähköinen potentiaalienergia ja elastinen potentiaalienergia. Säilytetyssä järjestelmässä vain energian muuntaminen on mahdollista. Kun potentiaalienergiaa lisätään, kineettinen energia laskee ja päinvastoin.
Lämpöenergia
Lämpöenergia, joka tunnetaan myös nimellä lämpö, on järjestelmän sisäisen energian muoto. Lämpöenergia on syy järjestelmän lämpötilaan. Lämpöenergia syntyy järjestelmän molekyylien satunnaisista liikkeistä. Jokaisella järjestelmällä, jonka lämpötila on absoluuttisen nollan yläpuolella, on positiivinen lämpöenergia. Atomit itsessään eivät sisällä lämpöenergiaa. Atomilla on kineettinen energia. Kun nämä atomit törmäävät toisiinsa ja järjestelmän seiniin, ne vapauttavat lämpöenergiaa fotoneina. Tällaisen järjestelmän lämmitys lisää järjestelmän lämpöenergiaa. Mitä korkeampi järjestelmän lämpöenergia, sitä suurempi on järjestelmän satunnaisuus.
Mitä eroa on lämpöenergialla ja mekaanisella energialla?
• Mekaaninen energia on molekyylien järjestettyä liikettä yhtenä yksikkönä. Lämpöenergia on molekyylien satunnaista liikettä.
• Mekaaninen energia voidaan muuntaa 100 % lämpöenergiaksi, mutta lämpöenergiaa ei voida muuttaa kokonaan mekaaniseksi energiaksi.
• Lämpöenergia ei voi tehdä työtä, mutta mekaaninen energia voi tehdä työtä.
• Mekaanisella energialla on kaksi päämuotoa, nimittäin kineettinen energia ja potentiaalienergia. Lämpöenergialla on vain yksi muoto.
