Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας

Η έννοια ΘΕΡΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Η διατήρηση της ενέργειας σε κάθε σύστημα με δυνάμεις διατηρητικές αποτέλεσε την αφετηρία για να οδηγηθεί η σκέψη σε έναν ΝΟΜΟ που ισχύει για κάθε φαινόμενο σε οποιαδήποτε περιοχή του Σύμπαντος και είναι ο σημαντικότερος ίσως νόμος της Φυσικής. Ο Νόμος αυτός λέγεται ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΔΙAΤΗΡΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ και η Διατήρηση της ενέργειας σε συστήματα όπως το «μήλο-ΓΗ» αποτελεί ειδική περίπτωση του νόμου αυτού.

Ένα βαρίδι στο άκρο του τεντωμένου σπάγκου ενεργοποιείται, αφήνεται και αρχίζει η αιώρηση. Καθώς αιωρείται, το άθροισμα κινητικής και δυναμικής ενέργειας διατηρείται σταθερό μόνο εφόσον αγνοήσουμε την τριβή και την αντίσταση του αέρα.

Αν όμως δεν αγνοήσουμε τις δυνάμεις αυτές – οι οποίες στην πραγματικότητα πάντα υπάρχουν – το άθροισμα κινητικής και δυναμικής ενέργειας συνεχώς ελαττώνεται.

Και αυτό συμβαίνει στην πραγματικότητα. Όλα τα εκκρεμή κάποτε σταματούν, ενώ συγχρόνως εκδηλώνεται μία μικρή αύξηση της θερμοκρασίας.

Κάτι ανάλογο συμβαίνει όταν ένα παιδί γλιστρά σε μια τσουλήθρα προς τα κάτω.

Το άθροισμα κινητικής και δυναμικής ενέργειας ( η μηχανική ενέργεια ) ελαττώνεται και συγχρόνως αυξάνεται αισθητά σε αυτή την περίπτωση η θερμοκρασία.

Συμβαίνει επίσης σε φαινόμενα όπως η σύγκρουση δύο σωμάτων ή η κρούση μιας μπάλας του μπάσκετ στο έδαφος.

[

Οι φυσικοί υποστηρίζουν ότι καθώς ελαττώνεται η μηχανική ενέργεια, λόγου χάρη

κατά 5 τζάουλ, αυξάνεται κατά 5 τζάουλ ακριβώς η ενέργεια μιας άλλης μορφής που

τη χαρακτηρίζουν θερμική εσωτερική ενέργεια ή απλώς θερμική ενέργεια .

Λέμε ότι μηχανική ενέργεια 5 τζάουλ ΜΕΤΑΤΡΕΠΕΤΑΙ σε θερμική ενέργεια 5 τζάουλ

Ένα σώμα έχει θερμική ενέργεια εφόσον έχει μια θερμοκρασία. H θερμική του ενέργεια αυξάνεται εφόσον αυξάνεται η θερμοκρασία του και ελαττώνεται εφόσον η θερμοκρασία του ελαττώνεται .

Ό μαθητής : Η θερμική ενέργεια είναι αυτό που λέμε θερμότητα ;

Ο καθηγητής : Όχι . Η θερμική ενέργεια (αγγλικά thermal energy) είναι ενέργεια που ανήκει σε ένα σώμα – σύστημα , όπως η κινητική, η δυναμική και η χημική.

Η θερμότητα είναι μεταβιβαζόμενη ενέργεια, όπως το έργο.

Η έννοια ΧΗΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Ο μαθητής : Λέμε ότι «μια ποσότητα βενζίνης έχει ΧΗΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ». Που το βασίζουμε ;

Ο καθηγητής : Στο ότι η βενζίνη μπορεί να μεταβιβάσει ενέργεια σε μια μοτοσικλέτα ή σε ένα αγωνιστικό . Έχει χημική ενέργεια η οποία μπορεί να μετατραπεί σε κινητική και σε θερμική .

Το ίδιο συμβαίνει και με μία ποσότητα πετρελαίου, φυσικού αερίου, ή λιθάνθρακα.

Ο μαθητής : Γιατί τη λέμε « χημική » ;

Ο καθηγητής : Διότι, είτε μεταβιβάζεται είτε μετατρέπεται σε άλλη μορφή,

αυτό που συμβαίνει είναι χημικές αντιδράσεις

Ο μαθητής : Μια γάτα έχει χημική ενέργεια ;

Ο καθηγητής : Το σώμα της γάτας έχει χημική ενέργεια αποθηκευμένη στα κύτταρά της .

Το ίδιο συμβαίνει και με το σώμα ενός αλόγου ή μιας κουκουβάγιας .

Εννοείται ότι και το ανθρώπινο σώμα έχει χημική ενέργεια αποθηκευμένη στα κύτταρα.

Ο μαθητής : Ποια είναι τα επιχειρήματα στα οποία βασίζεται κάποιος που ισχυρίζεται ότι το ανθρώπινο σώμα έχει αποθηκευμένη χημική ενέργεια ;

Ο καθηγητής : Ο άνθρωπος μπορεί να μεταβιβάσει ενέργεια. Η αποθηκευμένη ενέργεια στα ανθρώπινα κύτταρα μπορεί να μετατραπεί σε κινητική ενέργεια του ανθρώπου και ο άνθρωπος να αρχίσει να τρέχει

Ο μαθητής : Είναι σωστό να πούμε ότι η μπαταρία έχει αποθηκευμένη χημική ενέργεια ;

Ο καθηγητής : Είναι σωστό. Η μπαταρία μπορεί και μεταβιβάζει ενέργεια – με μηχανισμό ηλεκτρικού έργου – σε ένα μοτεράκι και αυτό αρχίζει να λειτουργεί και να έχει κινητική ενέργεια.

Αλλά και το πεπόνι έχει χημική ενέργεια. Το ίδιο συμβαίνει με μια ρόγα σταφύλι,

με ένα χάμπουργκερ, με μια γουλιά πορτοκαλάδας, με μια πατάτα τηγανητή

Ο μαθητής : Τι ακριβώς συμβαίνει με τις τροφές ;

Ο καθηγητής : Όταν κάποιος τρώει μια τηγανητή πατάτα, στο σώμα του συμβαίνουν χημικές διεργασίες έτσι που μια ποσότητα ενέργειας αποθηκεύεται στα κύτταρα και από την αποθηκευμένη αυτή χημική ενέργεια μπορεί και κινείται, να σκέφτεται ή να μεταβιβάζει ενέργεια στη μπάλα του μπάσκετ

Ο μαθητής : Και πώς αποθηκεύτηκε χημική ενέργεια στις πατάτες ;

Ο καθηγητής : Η ενέργεια του ήλιου με τη μεσολάβηση των φυτικών και των ζωικών κυττάρων «γίνεται ΖΩΗ» . Η ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολία μετατρέπεται σε χημική ενέργεια

στα φυτά η οποία στη συνέχεια μπορεί και απελευθερώνεται επιτρέποντας

στο κύτταρο να αναπτύσσεται, στις ροδακινιές να κάνουν ροδάκινα ,

στις γάτες να νιαουρίζουν και στους ανθρώπους να «εργάζονται» .

Στο μεταξύ η αποσύνθεση των φυτικών οργανισμών δημιουργεί μια αποθήκη ενέργειας με τη μορφή πετρελαίου, φυσικού αερίου και άνθρακα από την οποία ένα μέρος ξοδεύεται από τους ανθρώπους για θέρμανση, για κίνηση και για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.