Co je to termální věda?

Termální věda je odvětví vědeckého bádání, které se zaměřuje konkrétně na teplo a energii prostřednictvím termodynamiky a přenosu tepla. Termální věda se používá v mnoha praktických aplikacích, jako jsou topné systémy, výroba energie a také experimentálně. Termální věda je obvykle považována za odvětví strojírenství, protože v praktických aplikacích je nejčastěji používána inženýry, kteří se pokoušejí navrhnout bezpečnější a účinnější systémy vytápění a výroby energie.

Termální věda se nejprve dívá na termodynamiku, což je odvětví fyziky, které zahrnuje několik proměnných a jak interagují, aby vytvářely teplo nebo energii. Termodynamika zkoumá interakci teploty, tlaku a objemu v systému a vytváří teplo, energii nebo obojí. Metamorfóza energie ve snaze o energii a teplo je ohniskem termodynamiky, která označuje energetický výkon zařízení jako „práci“, sílu potřebnou k pohybu objektu. Termodynamika se řídí několika pravidly, stejně jako většina vědeckých disciplín.

Prvním pravidlem je, že není možné extrahovat více energie ze systému, než je vstup, protože energii lze přeměnit pouze na novou formu, nevytvořenou nebo zničenou. Druhým je, že všechny stroje ztratí účinnost mezi vstupní a výstupní energií v procesu zvaném entropie, kde je energie skutečně ztracena. Tato pravidla upravují systémy přeměny energie z hydroelektrických hrází na benzínový motor a jsou zásadní součástí termodynamiky.

Termální věda je pokusem vyrovnat přenos tepla a zákony termodynamiky ve snaze vyjít vpřed při výrobě energie. Termální věda zahrnuje několik vědeckých oborů, všechny se zabývají energií, protože vědci a inženýři spolupracují na efektivnějším využití tepelné energie. Termální věda zkoumá nové způsoby, jak získat teplo, izolovat energii a využít ji co nejpraktičtějším způsobem.

Studenti tepelné vědy se zajímají o zkoumání alternativních způsobů sběru energie a také o maximalizaci lidské bezpečnosti v systémech přeměny energie. Když se termální věda používá v praktické aplikaci, inženýři se dívají na vlastnosti tepla nebo energetických systémů přenášející teplo a snaží se zjistit, jaká je celková rovnováha energie v systému. Inženýři se dále zabývají principy termodynamiky, které kromě primárních zákonů zahrnují chemické a fyzikální reakce.

Při teoretickém použití mají fyzici, kteří se zaměřují na termální vědu, zájem o to, jak se přeměňuje elektřina a jak lze systémy pro přeměnu energie zlepšit. Studium tepelné vědy na teoretické úrovni vedlo k zavedení mnoha energeticky úsporných zařízení a ke zvýšení účinnosti a bezpečnosti. V obou případech zkoumá termální věda základní interakce mezi fyzikálními a chemickými procesy a jejich výsledkem.