אנרגיה מכנית לעומת אנרגיה תרמית
אנרגיה מכנית ואנרגיה תרמית הן שתי צורות של אנרגיה. מושגים אלו קריטיים מאוד בתחומים כמו מערכות מכניות, מנועי חום, תרמודינמיקה ואפילו ביולוגיה. חשוב שתהיה הבנה ברורה בשני המושגים הללו כדי לשלוט בתחומים אלה. במאמר זה, אנו הולכים לדון במה הן אנרגיה מכנית ואנרגיה תרמית, הגדרותיהן, קווי הדמיון וההבדלים בין אנרגיה מכנית לאנרגיה תרמית.
אנרגיה מכנית
אנרגיה היא מושג לא אינטואיטיבי. המונח "אנרגיה" נגזר מהמילה היוונית "energeia" שפירושה פעולה או פעילות.במובן זה, אנרגיה היא המנגנון מאחורי פעילות. אנרגיה אינה כמות ניתנת לצפייה ישירה. עם זאת, ניתן לחשב אותו על ידי מדידת מאפיינים חיצוניים. ניתן למצוא אנרגיה בצורות רבות. אנרגיה מכנית היא צורה כזו של אנרגיה. ניתן לחלק אנרגיה מכנית לשני סוגים שונים של אנרגיות. אנרגיה קינטית היא צורת האנרגיה הגורמת לתנועות. אנרגיה פוטנציאלית היא צורת האנרגיה המתרחשת עקב מיקום האובייקט. התכונה הבסיסית של אנרגיה מכנית היא שהיא תמיד גורמת לתנועה מכוונת ולא אקראית של העצם בכללותו. אם לא פועלים כוחות חיצוניים, מלבד הכוח השמרני, על עצם, המוצב בתוך שדה כוח שמרני, האנרגיה המכנית הכוללת של העצם קבועה. פשוט יותר, חוק שימור האנרגיה קובע שבמערכת מבודדת, הכפופה רק לכוחות שמרניים, האנרגיה המכנית קבועה. אנרגיה פוטנציאלית יכולה ללבוש צורות כמו אנרגיה פוטנציאלית כבידה, אנרגיה פוטנציאלית חשמלית ואנרגיה פוטנציאלית אלסטית.במערכת שמורה, רק המרות אנרגיה אפשריות. כאשר האנרגיה הפוטנציאלית מוגברת, האנרגיה הקינטית תרד ולהיפך.
אנרגיה תרמית
אנרגיה תרמית הידועה גם כחום היא סוג של אנרגיה פנימית של מערכת. אנרגיה תרמית היא הסיבה לטמפרטורה של מערכת. האנרגיה התרמית מתרחשת עקב תנועות אקראיות של מולקולות המערכת. לכל מערכת שיש לה טמפרטורה מעל האפס המוחלט יש אנרגיה תרמית חיובית. האטומים עצמם אינם מכילים אנרגיה תרמית כלשהי. לאטומים יש אנרגיות קינטיות. כאשר אטומים אלו מתנגשים זה בזה, ובדפנות המערכת, הם משחררים אנרגיה תרמית כפוטונים. חימום מערכת כזו יגדיל את האנרגיה התרמית של המערכת. גבוה יותר האנרגיה התרמית של המערכת גבוהה יותר תהיה האקראיות של המערכת.
מה ההבדל בין אנרגיה תרמית לאנרגיה מכנית?
• אנרגיה מכנית היא התנועה המסודרת של המולקולות כיחידה אחת. אנרגיה תרמית היא התנועה האקראית של המולקולות.
• ניתן להמיר אנרגיה מכנית ב-100% לאנרגיה תרמית, אך לא ניתן להמיר אנרגיה תרמית במלואה לאנרגיה מכנית.
• אנרגיה תרמית לא יכולה לעשות עבודה, אבל אנרגיה מכנית יכולה לעשות עבודה.
• לאנרגיה מכנית יש שתי צורות עיקריות, כלומר אנרגיה קינטית ואנרגיה פוטנציאלית. לאנרגיה תרמית יש רק צורה אחת.
