انرژی مکانیکی در مقابل انرژی حرارتی
انرژی مکانیکی و انرژی حرارتی دو شکل از انرژی هستند. این مفاهیم در زمینه هایی مانند سیستم های مکانیکی، موتورهای حرارتی، ترمودینامیک و حتی زیست شناسی بسیار حیاتی هستند. داشتن درک روشنی از این دو مفهوم برای تسلط بر این زمینه ها ضروری است. در این مقاله قصد داریم در مورد چیستی انرژی مکانیکی و انرژی حرارتی، تعاریف آنها، شباهت ها و تفاوت های انرژی مکانیکی و انرژی حرارتی بحث کنیم.
انرژی مکانیکی
انرژی یک مفهوم غیر شهودی است. واژه «انرژی» از کلمه یونانی «energeia» به معنای عملیات یا فعالیت گرفته شده است.از این نظر، انرژی مکانیسمی است که در پشت یک فعالیت قرار دارد. انرژی یک کمیت مستقیم قابل مشاهده نیست. با این حال، می توان آن را با اندازه گیری خواص خارجی محاسبه کرد. انرژی را می توان به اشکال مختلف یافت. انرژی مکانیکی یکی از این اشکال انرژی است. انرژی مکانیکی را می توان به دو نوع مختلف انرژی تقسیم کرد. انرژی جنبشی شکلی از انرژی است که باعث حرکات می شود. انرژی پتانسیل شکلی از انرژی است که در اثر قرار گرفتن جسم ایجاد می شود. خاصیت اساسی انرژی مکانیکی این است که همیشه باعث حرکت مستقیم و غیر تصادفی جسم به عنوان یک کل می شود. اگر هیچ نیروی خارجی، به جز نیروی محافظه کار، بر جسمی که در داخل میدان نیروی محافظه کار قرار می گیرد، وارد نشود، انرژی مکانیکی کل جسم ثابت است. به طور ساده تر، قانون بقای انرژی بیان می کند که در یک سیستم ایزوله که فقط تحت تأثیر نیروهای محافظه کار است، انرژی مکانیکی ثابت است. انرژی بالقوه می تواند اشکالی مانند انرژی پتانسیل گرانشی، انرژی پتانسیل الکتریکی و انرژی پتانسیل کشسان داشته باشد.در یک سیستم حفاظت شده، تنها تبدیل انرژی ممکن است. وقتی انرژی پتانسیل افزایش یابد، انرژی جنبشی کاهش می یابد و بالعکس.
انرژی حرارتی
انرژی حرارتی که به عنوان گرما نیز شناخته می شود شکلی از انرژی درونی یک سیستم است. انرژی حرارتی عامل دمای یک سیستم است. انرژی حرارتی به دلیل حرکات تصادفی مولکول های سیستم ایجاد می شود. هر سیستمی که دمای آن بالاتر از صفر مطلق باشد دارای انرژی گرمایی مثبت است. خود اتم ها هیچ گونه انرژی حرارتی ندارند. اتم ها دارای انرژی جنبشی هستند. هنگامی که این اتم ها با یکدیگر و با دیواره های سیستم برخورد می کنند، انرژی گرمایی را به صورت فوتون آزاد می کنند. گرمایش چنین سیستمی باعث افزایش انرژی حرارتی سیستم می شود. هر چه انرژی حرارتی سیستم بیشتر باشد، تصادفی بودن سیستم بیشتر خواهد بود.
تفاوت بین انرژی حرارتی و انرژی مکانیکی چیست؟
• انرژی مکانیکی حرکت منظم مولکول ها به عنوان یک واحد است. انرژی حرارتی حرکت تصادفی مولکول ها است.
• انرژی مکانیکی را می توان 100% به انرژی حرارتی تبدیل کرد، اما انرژی حرارتی را نمی توان به طور کامل به انرژی مکانیکی تبدیل کرد.
• انرژی حرارتی نمی تواند کار کند، اما انرژی مکانیکی می تواند کار کند.
• انرژی مکانیکی دو شکل اصلی دارد، یعنی انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل. انرژی حرارتی فقط یک شکل دارد.
