La energía térmica es un concepto fundamental en física con el que todos los estudiantes deberían estar familiarizados. Afortunadamente, la energía térmica se presta a algunos experimentos simples, observables y fascinantes para exponer a los jóvenes estudiantes a la ciencia del calor. Los experimentos pueden demostrar la absorción de calor de diferentes colores, la resistencia al fuego, la creación de trabajos y el papel del aislamiento, por nombrar algunos.
Color y Calor
Uno de los materiales térmicos más simples los experimentos de energía implican demostrar cómo los diferentes colores absorben la energía solar de manera diferente. Primero, envuelva varias copas idénticas en papel de diferentes colores. Luego llena cada vaso con la misma cantidad de agua. A continuación, deje las gafas a la luz solar directa durante una hora. Finalmente, verifique la temperatura de cada vaso de agua.
Energía térmica y trabajo
Aunque no podemos verlo, la energía térmica puede funcionar para nosotros. Para demostrar esto, coloque un globo y una botella de 1 litro en un congelador durante cinco minutos. Luego, llena un recipiente con agua tibia. Coloque la boca del globo sobre la abertura de la botella de 1 litro y coloque la botella en el recipiente con agua tibia. El globo debe inflarse a medida que el aire dentro de la botella se calienta. Luego, con el globo aún extendido sobre la boca de la botella, coloque la botella en un recipiente con agua helada. El globo debería encogerse y desinflarse. El trabajo de inflar y desinflar el globo se ha llevado a cabo mediante energía térmica.
Globo a prueba de fuego
Demuestra la conducción y la convección de calor llenando dos globos: uno con agua fría y otro con aire. Encienda una cerilla y manténgala debajo del globo lleno de aire; debería romperse. Encienda otro fósforo y sosténgalo debajo del globo lleno de agua. Debe permanecer intacto ya que el agua dentro del globo está llevando el calor de la superficie del globo. Esta conducción y convección de calor evita que el globo de goma alcance una temperatura de fusión, lo que significa que el globo no explota.
Aislamiento de un objeto para evitar la pérdida de energía térmica
El aislamiento se puede utilizar para mantener energía térmica, ya sea al entrar o salir de una sustancia. Para determinar la eficacia de los distintos tipos de aislamiento, comience vertiendo la misma cantidad de agua caliente en cuatro frascos de vidrio diferentes. Toma la temperatura del agua en cada jarra. A continuación, cubra cada recipiente de la misma manera, pero con un tipo diferente de aislamiento: papel de aluminio, periódico, plástico de burbujas y un calcetín de lana. Deje que los frascos reposen durante 10 minutos, luego tome la temperatura de cada frasco para ver qué tipo de aislamiento retuvo la mayor cantidad de energía térmica.
