Mechanikai energia vs hőenergia
A mechanikai energia és a hőenergia az energia két formája. Ezek a fogalmak nagyon kritikusak olyan területeken, mint a mechanikai rendszerek, hőmotorok, termodinamika és még a biológia is. E területek elsajátításához elengedhetetlen, hogy világosan megértsük ezt a két fogalmat. Ebben a cikkben megvitatjuk, mi a mechanikai energia és a hőenergia, definícióikat, a mechanikai energia és a hőenergia közötti hasonlóságokat és különbségeket.
Mechanikai energia
Az energia nem intuitív fogalom. Az „energia” kifejezés a görög „energeia” szóból származik, ami működést vagy tevékenységet jelent. Ebben az értelemben az energia egy tevékenység mögötti mechanizmus. Az energia nem közvetlenül megfigyelhető mennyiség. A külső tulajdonságok mérésével azonban kiszámítható. Az energia sokféle formában megtalálható. A mechanikai energia az egyik ilyen energiaforma. A mechanikai energia két különböző típusú energiára osztható. A kinetikus energia az az energiaforma, amely mozgásokat okoz. A potenciális energia az az energiaforma, amely a tárgy elhelyezése miatt jelentkezik. A mechanikai energia alapvető tulajdonsága, hogy mindig a tárgy egészének irányított, nem véletlenszerű mozgását idézi elő. Ha a konzervatív erőtérbe helyezett tárgyra a konzervatív erőn kívül semmilyen külső erő nem hat, akkor a tárgy teljes mechanikai energiája állandó. Egyszerűbben, az energiamegmaradás törvénye kimondja, hogy egy elszigetelt rendszerben, amely csak konzervatív erőknek van kitéve, a mechanikai energia állandó. A potenciális energia olyan formákat ölthet, mint a gravitációs potenciálenergia, az elektromos potenciálenergia és az elasztikus potenciálenergia. Konzervált rendszerben csak energiaátalakítás lehetséges. Ha a potenciális energia nő, a kinetikus energia csökkenni fog, és fordítva.
Hőenergia
A hőenergia, más néven hő, a rendszer belső energiájának egy formája. A hőenergia az oka a rendszer hőmérsékletének. A hőenergia a rendszer molekuláinak véletlenszerű mozgása miatt jön létre. Minden olyan rendszernek, amelynek hőmérséklete abszolút nulla felett van, pozitív hőenergiája van. Maguk az atomok nem tartalmaznak hőenergiát. Az atomoknak kinetikus energiájuk van. Amikor ezek az atomok egymással és a rendszer falaival ütköznek, fotonként hőenergiát szabadítanak fel. Egy ilyen rendszer fűtése növeli a rendszer hőenergiáját. Minél magasabb a rendszer hőenergiája, annál nagyobb lesz a rendszer véletlenszerűsége.
Mi a különbség a hőenergia és a mechanikai energia között?
• A mechanikai energia a molekulák egyetlen egységként történő rendezett mozgása. A hőenergia a molekulák véletlenszerű mozgása.
• A mechanikai energia 100%-ban hőenergiává alakítható, de a hőenergia nem alakítható át teljesen mechanikai energiává.
• A hőenergia nem képes dolgozni, de a mechanikai energia igen.
• A mechanikai energiának két fő formája van, nevezetesen a mozgási energia és a potenciális energia. A hőenergiának csak egy formája van.
