Механическая энергия против тепловой энергии
Механическая энергия и тепловая энергия являются двумя формами энергии. Эти концепции очень важны в таких областях, как механические системы, тепловые двигатели, термодинамика и даже биология. Крайне важно иметь четкое представление об этих двух концепциях, чтобы овладеть этими областями. В этой статье мы собираемся обсудить, что такое механическая энергия и тепловая энергия, их определения, сходства и различия между механической и тепловой энергией.
Механическая энергия
Энергия - неинтуитивное понятие. Термин «энергия» происходит от греческого слова «energeia», что означает действие или активность. В этом смысле энергия является механизмом деятельности. Энергия не является непосредственно наблюдаемой величиной. Однако его можно рассчитать путем измерения внешних свойств. Энергия может быть найдена во многих формах. Механическая энергия является одной из таких форм энергии. Механическую энергию можно разделить на два различных вида энергии. Кинетическая энергия – это форма энергии, вызывающая движения. Потенциальная энергия – это форма энергии, которая возникает из-за размещения объекта. Основное свойство механической энергии состоит в том, что она всегда вызывает направленное, неслучайное движение объекта как целого. Если на объект, находящийся внутри консервативного силового поля, не действуют никакие внешние силы, кроме консервативной, то полная механическая энергия объекта постоянна. Проще говоря, закон сохранения энергии утверждает, что в изолированной системе, на которую действуют только консервативные силы, механическая энергия постоянна. Потенциальная энергия может принимать такие формы, как потенциальная энергия гравитации, потенциальная электрическая энергия и потенциальная энергия упругости. В консервативной системе возможны только преобразования энергии. Когда потенциальная энергия увеличивается, кинетическая энергия уменьшается, и наоборот.
Тепловая энергия
Тепловая энергия, также известная как тепло, представляет собой форму внутренней энергии системы. Тепловая энергия является причиной температуры системы. Тепловая энергия возникает за счет хаотических движений молекул системы. Каждая система, имеющая температуру выше абсолютного нуля, имеет положительную тепловую энергию. Сами атомы не содержат никакой тепловой энергии. Атомы обладают кинетической энергией. Когда эти атомы сталкиваются друг с другом и со стенками системы, они выделяют тепловую энергию в виде фотонов. Нагрев такой системы увеличит тепловую энергию системы. Чем выше тепловая энергия системы, тем выше будет хаотичность системы.
В чем разница между тепловой энергией и механической энергией?
• Механическая энергия – это упорядоченное движение молекул как единого целого. Тепловая энергия - это беспорядочное движение молекул.
• Механическая энергия может быть на 100% преобразована в тепловую энергию, но тепловая энергия не может быть полностью преобразована в механическую энергию.
• Тепловая энергия не может совершать работу, но механическая энергия может совершать работу.
• Механическая энергия имеет две основные формы, а именно кинетическую энергию и потенциальную энергию. Тепловая энергия имеет только одну форму.
