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 trabajo y el papel del aislamiento, solo por nombrar algunos.
Color y calor
Uno de los experimentos de energía térmica más simples involucra demostrando cómo diferentes colores absorben la energía solar de manera diferente. Primero, envuelva varios vasos idénticos en papel de diferentes colores. Luego llene cada vaso con la misma cantidad de agua. A continuación, deje las gafas a la luz directa del sol 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, ponga un globo y una botella de 1 litro en un congelador durante cinco minutos. Luego, llene un tazón 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 todavía estirado 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 realizado mediante energía térmica.
Globo a prueba de fuego
Demuestre la conducción y convección del calor llenando dos globos: uno con agua fría y otro con aire. Encienda un fósforo y sosténgalo debajo del globo lleno de aire; debería romperse. Encienda otra cerilla y sosténgala debajo del globo lleno de agua. Debe permanecer intacto ya que el agua dentro del globo transporta el calor de la superficie del globo. Esta conducción y convección de calor evita que el caucho del globo alcance una temperatura de fusión, lo que significa que el globo no explota.
Aislar un objeto para evitar la pérdida de energía térmica
El aislamiento se puede utilizar para evitar que la energía térmica ya sea entrando o saliendo de una sustancia. Para determinar la efectividad de varios tipos de aislamiento, comience vertiendo la misma cantidad de agua caliente en cuatro frascos de vidrio diferentes. Tome la temperatura del agua en cada jarra. Luego, cubra cada frasco igual, 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.
