Mehaaniline energia vs soojusenergia
Mehaaniline energia ja soojusenergia on kaks energiavormi. Need kontseptsioonid on väga kriitilised sellistes valdkondades nagu mehaanilised süsteemid, soojusmasinad, termodünaamika ja isegi bioloogia. Nende valdkondade valdamiseks on nende kahe kontseptsiooni selge mõistmine ülioluline. Selles artiklis käsitleme mehhaanilise energia ja soojusenergia, nende määratluste ning mehaanilise energia ja soojusenergia sarnasuste ja erinevuste üle.
Mehaaniline energia
Energia on mitteintuitiivne mõiste. Mõiste "energia" on tuletatud kreeka sõnast "energeia", mis tähendab toimimist või tegevust. Selles mõttes on energia tegevuse taga olev mehhanism. Energia ei ole otseselt vaadeldav suurus. Küll aga saab seda välja arvutada väliseid omadusi mõõtes. Energiat võib leida mitmel kujul. Mehaaniline energia on üks selline energiavorm. Mehaanilise energia võib jagada kaheks erinevaks energiatüübiks. Kineetiline energia on energia vorm, mis põhjustab liigutusi. Potentsiaalne energia on energia vorm, mis tekib objekti paigutuse tõttu. Mehaanilise energia põhiomadus seisneb selles, et see põhjustab alati objekti kui terviku suunatud, mittejuhusliku liikumise. Kui konservatiivse jõuvälja sisse asetatud objektile ei mõju välised jõud peale konservatiivse jõu, on objekti mehaaniline koguenergia konstantne. Lihtsam alt öeldes ütleb energia jäävuse seadus, et isoleeritud süsteemis, mis allub ainult konservatiivsetele jõududele, on mehaaniline energia konstantne. Potentsiaalne energia võib esineda sellistes vormides nagu gravitatsiooni potentsiaalne energia, elektriline potentsiaalne energia ja elastne potentsiaalne energia. Konserveeritud süsteemis on võimalikud ainult energia muundamine. Kui potentsiaalset energiat suurendatakse, siis kineetiline energia väheneb ja vastupidi.
Soojusenergia
Soojusenergia, tuntud ka kui soojus, on süsteemi siseenergia vorm. Soojusenergia on süsteemi temperatuuri põhjus. Soojusenergia tekib süsteemi molekulide juhuslike liikumiste tõttu. Igal süsteemil, mille temperatuur on üle absoluutse nulli, on positiivne soojusenergia. Aatomid ise ei sisalda soojusenergiat. Aatomitel on kineetiline energia. Kui need aatomid põrkuvad üksteisega ja süsteemi seintega, eraldavad nad footonitena soojusenergiat. Sellise süsteemi soojendamine suurendab süsteemi soojusenergiat. Mida kõrgem on süsteemi soojusenergia, seda suurem on süsteemi juhuslikkus.
Mis vahe on soojusenergial ja mehaanilisel energial?
• Mehaaniline energia on molekulide järjestatud liikumine ühtse ühikuna. Soojusenergia on molekulide juhuslik liikumine.
• Mehaanilise energia saab 100% muundada soojusenergiaks, kuid soojusenergiat ei saa täielikult mehaaniliseks energiaks muuta.
• Soojusenergia ei saa tööd teha, küll aga mehaaniline energia.
• Mehaanilisel energial on kaks peamist vormi, nimelt kineetiline energia ja potentsiaalne energia. Soojusenergial on ainult üks vorm.
