Unterschied zwischen mechanischer Energie und thermischer Energie

Mechanische Energie gegen thermische Energie

Mechanische Energie und thermische Energie sind zwei Energieformen. Diese Konzepte sind in Bereichen wie mechanischen Systemen, Wärmekraftmaschinen, Thermodynamik und sogar der Biologie sehr wichtig. Um diese Felder beherrschen zu können, ist es wichtig, ein klares Verständnis dieser beiden Konzepte zu haben. In diesem Artikel werden wir diskutieren, was mechanische Energie und thermische Energie sind, ihre Definitionen, 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 Operation oder Aktivität bedeutet. In diesem Sinne ist Energie der Mechanismus hinter einer Aktivität. Energie ist keine direkt beobachtbare Größe. Sie kann jedoch durch Messung der äußeren 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 verursacht. Die potentielle Energie ist die Energieform, die durch die Platzierung des Objekts entsteht. Die grundlegende Eigenschaft der mechanischen Energie ist, dass sie immer eine gerichtete, nicht zufällige Bewegung des Objekts als Ganzes bewirkt. Wenn keine äußeren Kräfte mit Ausnahme der konservativen Kraft auf ein Objekt wirken, das sich in einem konservativen Kraftfeld befindet, ist die gesamte mechanische Energie des Objekts konstant. Einfacher ausgedrückt, das Energieerhaltungsgesetz besagt, dass in einem isolierten System, das nur konservativen Kräften ausgesetzt ist, die mechanische Energie konstant ist. Potentielle Energie kann Formen annehmen wie potentielle Energie der Schwerkraft, potentielle elektrische Energie und potentielle elastische Energie. In einem konservierten System sind nur Energieumwandlungen möglich. Wenn die potentielle Energie erhöht wird, sinkt die kinetische Energie und umgekehrt.

Wärmeenergie

Wärmeenergie, auch Wärme genannt, ist eine Form der inneren Energie eines Systems. Wärmeenergie ist die Ursache für die Temperatur eines Systems. Die thermische Energie entsteht aufgrund der zufälligen Bewegungen der Moleküle des Systems. Jedes System, dessen Temperatur über dem absoluten Nullpunkt liegt, hat eine positive thermische Energie. Die Atome selbst enthalten 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 höher ist die Zufälligkeit des Systems.