Mechanische energie versus thermische energie
Mechanische energie en thermische energie zijn twee vormen van energie. Deze concepten zijn zeer kritisch op gebieden zoals mechanische systemen, warmtemotoren, thermodynamica en zelfs biologie. Het is van cruciaal belang om een duidelijk begrip te hebben van deze twee concepten om deze velden onder de knie te krijgen. In dit artikel gaan we bespreken wat mechanische energie en thermische energie zijn, hun definities, de overeenkomsten en verschillen tussen mechanische energie en thermische energie.
Mechanische energie
Energie is een niet-intuïtief concept. De term "energie" is afgeleid van het Griekse woord "energeia", wat operatie of activiteit betekent. In die zin is energie het mechanisme achter een activiteit. Energie is geen direct waarneembare grootheid. Het kan echter worden berekend door externe eigenschappen te meten. Energie kan in vele vormen worden gevonden. Mechanische energie is zo'n vorm van energie. Mechanische energie kan worden onderverdeeld in twee verschillende soorten energieën. Kinetische energie is de vorm van energie die bewegingen veroorzaakt. Potentiële energie is de vorm van energie die ontstaat door de plaatsing van het object. De basiseigenschap van mechanische energie is dat het altijd een gerichte, niet-willekeurige beweging van het object als geheel veroorzaakt. Als er geen externe krachten, behalve de conservatieve kracht, inwerken op een object, geplaatst in een conservatief krachtveld, is de totale mechanische energie van het object constant. Eenvoudiger, de wet van behoud van energie stelt dat in een geïsoleerd systeem, dat alleen onderhevig is aan conservatieve krachten, de mechanische energie constant is. Potentiële energie kan vormen aannemen zoals zwaartekracht potentiële energie, elektrische potentiële energie en elastische potentiële energie. In een geconserveerd systeem zijn alleen energieconversies mogelijk. Wanneer de potentiële energie wordt verhoogd, zal de kinetische energie dalen en vice versa.
Thermische energie
Thermische energie, ook wel warmte genoemd, is een vorm van interne energie van een systeem. Thermische energie is de oorzaak van de temperatuur van een systeem. De thermische energie ontstaat door de willekeurige bewegingen van de moleculen van het systeem. Elk systeem met een temperatuur boven het absolute nulpunt heeft een positieve thermische energie. De atomen zelf bevatten geen thermische energie. De atomen hebben kinetische energieën. Wanneer deze atomen met elkaar en met de wanden van het systeem botsen, geven ze thermische energie af in de vorm van fotonen. Het verwarmen van een dergelijk systeem zal de thermische energie van het systeem verhogen. Hoe hoger de thermische energie van het systeem, hoe hoger de willekeur van het systeem.
Wat is het verschil tussen thermische energie en mechanische energie?
• Mechanische energie is de geordende beweging van de moleculen als een enkele eenheid. Thermische energie is de willekeurige beweging van de moleculen.
• Mechanische energie kan voor 100% worden omgezet in thermische energie, maar thermische energie kan niet volledig worden omgezet in mechanische energie.
• Thermische energie kan geen werk doen, maar mechanische energie kan werk doen.
• Mechanische energie heeft twee hoofdvormen, namelijk kinetische energie en potentiële energie. Thermische energie heeft maar één vorm.
