4
1 Thermische energie en temperatuur In module 8 van het derde jaar ‘Energieomzettingen’ hebben we gezien dat energie in verschillende vormen voorkomt: chemische energie, elektrische energie, thermische energie, stralingsenergie, enz. In deze module bekijken we de thermische energie naderbij en verdiepen we ons in de thermodynamica of warmteleer. Dit deel van de natuurkunde bestudeert de interacties tussen deeltjes op macroscopisch niveau. De grootheden thermische energie, warmte en temperatuur spelen hierin een cruciale rol. We bekijken die even naderbij. We bestuderen eerst de grootheden thermische energie en temperatuur.
Thermische energie is een vorm van energie, ook wel warmte-energie genoemd. De thermische energie is de totale bewegingsenergie van de structurele elementen (atomen, moleculen, …) van een systeem. Hoe heftiger moleculen bewegen, hoe verder ze zich van elkaar bevinden, hoe hoger hun totale inwendige energie. Maar er geldt natuurlijk ook: hoe meer structurele elementen een systeem bezit, hoe groter zijn thermische energie. Dit is ook het geval bij heel koude objecten zoals een ijsberg. Aangezien de temperatuur van een ijsberg een stuk hoger is dan het absolute nulpunt (0 K) en een ijsberg een heel grote massa heeft, bezit deze dus heel wat thermische energie.
Temperatuur is een maat voor het trillen van de atomen of moleculen. Als twee systemen dezelfde temperatuur hebben, dan zijn deze in thermisch evenwicht.
