Mechanische Energie vs. Thermische Energie
Mechanische Energie und thermische Energie sind zwei Energieformen. Diese Konzepte sind in Bereichen wie mechanischen Systemen, Wärmekraftmaschinen, Thermodynamik und sogar Biologie sehr kritisch. Es ist entscheidend, ein klares Verständnis dieser beiden Konzepte zu haben, um diese Bereiche zu meistern. In diesem Artikel werden wir diskutieren, was mechanische Energie und thermische Energie sind, ihre Definitionen, die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen mechanischer Energie und thermischer Energie.
Mechanische Energie
Energie ist ein nicht intuitives Konzept. Der Begriff „Energie“leitet sich vom griechischen Wort „energeia“ab, was Betrieb oder Tätigkeit bedeutet. In diesem Sinne ist Energie der Mechanismus hinter einer Aktivität. Energie ist keine direkt beobachtbare Größe. Sie kann jedoch durch Messung äußerer Eigenschaften berechnet werden. Energie kann in vielen Formen gefunden werden. Mechanische Energie ist eine solche Energieform. Mechanische Energie kann in zwei verschiedene Arten von Energien unterteilt werden. Kinetische Energie ist die Energieform, die Bewegungen hervorruft. Potenzielle Energie ist die Energieform, die aufgrund der Platzierung des Objekts auftritt. Die grundlegende Eigenschaft mechanischer Energie ist, dass sie immer eine gerichtete, nicht zufällige Bewegung des Objekts als Ganzes verursacht. Wenn außer der konservativen Kraft keine äußeren Kräfte auf ein Objekt einwirken, das sich in einem konservativen Kraftfeld befindet, ist die gesamte mechanische Energie des Objekts konstant. Vereinfacht gesagt besagt der Energieerh altungssatz, dass in einem isolierten System, das nur konservativen Kräften ausgesetzt ist, die mechanische Energie konstant ist. Potentielle Energie kann Formen annehmen wie Gravitationspotentialenergie, elektrische potentielle Energie und elastische potentielle Energie. In einem konservierten System sind nur Energieumwandlungen möglich. Wenn die potentielle Energie erhöht wird, sinkt die kinetische Energie und umgekehrt.
Wärmeenergie
Thermische Energie, auch Wärme genannt, ist eine Form der inneren Energie eines Systems. Thermische Energie ist die Ursache für die Temperatur eines Systems. Die Wärmeenergie entsteht aufgrund der zufälligen Bewegungen der Moleküle des Systems. Jedes System mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt hat eine positive thermische Energie. Die Atome selbst enth alten keine thermische Energie. Die Atome haben kinetische Energien. Wenn diese Atome miteinander und mit den Wänden des Systems kollidieren, setzen sie thermische Energie als Photonen frei. Das Erhitzen eines solchen Systems erhöht die thermische Energie des Systems. Je höher die thermische Energie des Systems, desto größer die Zufälligkeit des Systems.
Was ist der Unterschied zwischen thermischer und mechanischer Energie?
• Mechanische Energie ist die geordnete Bewegung der Moleküle als Einheit. Thermische Energie ist die zufällige Bewegung der Moleküle.
• Mechanische Energie kann zu 100 % in thermische Energie umgewandelt werden, aber thermische Energie kann nicht vollständig in mechanische Energie umgewandelt werden.
• Thermische Energie kann keine Arbeit verrichten, aber mechanische Energie kann Arbeit verrichten.
• Mechanische Energie hat zwei Hauptformen, nämlich kinetische Energie und potentielle Energie. Thermische Energie hat nur eine Form.
