אנרגיה תרמית, או אנרגיית חום, היא חלק מהאנרגיה הפנימית של גוף שמתקשר לטמפרטורה שלו. אנרגיה פנימית היא כל האנרגיה ששוכנת בתוך המערכת. אנרגיה תרמית נובעת מתנועת החלקיקים הזעירים במערכת, שנעים באופן אקראי במהירות שממוצעת שלה קשורה לטמפרטורה. ניתן לראות אנרגיה תרמית כסכום האנרגיות הקינטיות של כל החלקיקים. אנרגיה קינטית היא האנרגיה שיש לחלקיקים בגלל תנועתם.
לעיתים מציגים את האנרגיה התרמית למערכת בעלת N חלקיקים בעזרת הנוסחה:
U_thermal = N · f · (1/2) k T
כאשר f הן דרגות החופש (מספר דרכי התנועה של חלקיק), k היא קבוע בולצמן, ו-T היא הטמפרטורה המוחלטת.
אנרגיית חום היא גם המונח שמתאר את הכמות שהושקעה כשחומרים מתחממים, נמסים או מתאדים. אנרגיה יכולה להיתפס ולהשתחרר בתהליכים כמו בעירה, הקפאה ועיבוי.
בשריפה נפלטת אנרגיה. קיימת נוסחה פשוטה שמתארת את האנרגיה הנפלטת בתגובה כימית:
Q = -q m
הסימן השלילי מציין פלט של אנרגיה מהחומר.
כשהטמפרטורה עולה, האנרגיה המושקעת מחושבת לעיתים כך:
Q = m c ΔT
כאן m היא מסת החומר, c הוא החום הסגולי (כמה אנרגיה צריך כדי להגביר טמפרטורה של יחידת מסה), ו-ΔT היא השינוי בטמפרטורה.
בעת התכה מוסרים או מקבלים אנרגיה מיוחדת שנקראת חום כמוס התכה. האנרגיה הזו נדרשת כדי לשבור קשרים ולהעביר את החומר ממצב מוצק לנוזלי:
Q = λ m
בעת אידוי נדרשת עוד אנרגיה, בדרך כלל יותר מאשר בהעלאת טמפרטורה או בהיתוך. זאת מפני שבאידוי יש לשבור קשרים רבים בין המולקולות, ולכן התהליך לרוב לוקח זמן רב יותר.
אנרגיה תרמית נקראת גם אנרגיית חום. זה החלק מהאנרגיה שקשור בטמפרטורה. טמפרטורה מודדת כמה החלקיקים הקטנים בתוך גוף נעים.
החלקיקים זזים כל הזמן. התנועה שלהם נותנת אנרגיה. אפשר לחשוב על זה כמו חום שמאוחסן בתוך החומר.
עבור הרבה חלקיקים משתמשים בנוסחה קצרה:
U_thermal = N · f · (1/2) k T
הסברים: N זה מספר החלקיקים. f זה כמה דרכים הם יכולים לנוע. k הוא קבוע ו-T זו הטמפרטורה.
כאשר מחממים חומר, מוסיפים לו אנרגיה. אם מחממים מספיק, החומר יכול להימס או להתאדות.
כמות האנרגיה בהעלאת טמפרטורה מחושבת כך:
Q = m c ΔT
m היא מסה. c הוא כמה אנרגיה צריך כדי לחמם קילו אחד. ΔT זה השינוי בטמפרטורה.
בהתכה צריך חום מיוחד שנקרא חום כמוס התכה. באידוי צריך עוד חום, כי צריך לשבור קשרים בין המולקולות.
תגובות גולשים