Mechaninė energija prieš šiluminę energiją
Mechaninė energija ir šiluminė energija yra dvi energijos formos. Šios sąvokos yra labai svarbios tokiose srityse kaip mechaninės sistemos, šilumos varikliai, termodinamika ir net biologija. Norint įvaldyti šias sritis, labai svarbu aiškiai suprasti šias dvi sąvokas. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra mechaninė energija ir šiluminė energija, jų apibrėžimus, mechaninės energijos ir šiluminės energijos panašumus ir skirtumus.
Mechaninė energija
Energija yra neintuityvi sąvoka. Sąvoka „energija“yra kilusi iš graikų kalbos žodžio „energeia“, reiškiančio veikimą arba veiklą. Šia prasme energija yra veiklos mechanizmas. Energija nėra tiesiogiai stebimas dydis. Tačiau jį galima apskaičiuoti matuojant išorines savybes. Energijos gali būti įvairių formų. Viena iš tokių energijos formų yra mechaninė energija. Mechaninę energiją galima suskirstyti į dvi skirtingas energijos rūšis. Kinetinė energija yra energijos forma, sukelianti judesius. Potenciali energija yra energijos forma, atsirandanti dėl objekto padėties. Pagrindinė mechaninės energijos savybė yra ta, kad ji visada sukelia kryptingą, neatsitiktinį viso objekto judėjimą. Jei į konservatyvųjį jėgos lauką patalpintą objektą neveikia jokios išorinės jėgos, išskyrus konservatyviąją jėgą, bendra objekto mechaninė energija yra pastovi. Paprasčiau tariant, energijos tvermės dėsnis teigia, kad izoliuotoje sistemoje, kuriai veikia tik konservatyvios jėgos, mechaninė energija yra pastovi. Potenciali energija gali būti tokiomis formomis kaip gravitacinė potenciali energija, elektrinė potenciali energija ir elastinė potenciali energija. Konservuotoje sistemoje galimos tik energijos konversijos. Kai potenciali energija padidės, kinetinė energija mažės ir atvirkščiai.
Šiluminė energija
Šiluminė energija, taip pat žinoma kaip šiluma, yra sistemos vidinės energijos forma. Šiluminė energija yra sistemos temperatūros priežastis. Šiluminė energija atsiranda dėl atsitiktinių sistemos molekulių judėjimo. Kiekviena sistema, kurios temperatūra aukštesnė už absoliutų nulį, turi teigiamą šiluminę energiją. Pačiuose atomuose šiluminės energijos nėra. Atomai turi kinetinę energiją. Kai šie atomai susiduria vienas su kitu ir su sistemos sienomis, jie išskiria šiluminę energiją fotonų pavidalu. Tokios sistemos šildymas padidins sistemos šiluminę energiją. Kuo didesnė sistemos šiluminė energija, tuo didesnis sistemos atsitiktinumas.
Kuo skiriasi šiluminė ir mechaninė energija?
• Mechaninė energija yra tvarkingas molekulių, kaip vieno vieneto, judėjimas. Šiluminė energija yra atsitiktinis molekulių judėjimas.
• Mechaninė energija gali būti 100 % paversta šilumine energija, bet šiluminė energija negali būti visiškai paversta mechanine energija.
• Šiluminė energija negali dirbti, bet mechaninė energija gali dirbti.
• Mechaninė energija turi dvi pagrindines formas: kinetinę energiją ir potencialią energiją. Šiluminė energija turi tik vieną formą.
