Wat is thermische wetenschap?
Thermische wetenschap is een tak van wetenschappelijk onderzoek die zich specifiek bezighoudt met warmte en energie, via thermodynamica en warmteoverdracht. Thermische wetenschap wordt in veel praktische toepassingen gebruikt, zoals verwarmingssystemen, energieopwekking en ook experimenteel. Thermische wetenschap wordt meestal beschouwd als een tak van engineering, omdat het in praktische toepassingen het meest wordt gebruikt door ingenieurs die proberen veiligere en efficiëntere systemen voor verwarming en energieopwekking te ontwerpen.
Thermische wetenschap kijkt eerst naar thermodynamica, een tak van de fysica die verschillende variabelen bevat en hoe ze op elkaar inwerken om warmte of energie te vormen. Thermodynamica onderzoekt de interactie van temperatuur, druk en volume binnen een systeem om warmte, energie of beide te creëren. De metamorfose van energie bij het streven naar kracht en warmte is de focus van de thermodynamica, die verwijst naar de energetische output van een apparaat als "werk", de kracht die nodig is om een object te verplaatsen. Thermodynamica wordt bepaald door verschillende regels, net als de meeste wetenschappelijke disciplines.
De eerste regel is dat het niet mogelijk is om meer energie uit een systeem te halen dan input, omdat energie alleen kan worden omgezet in een nieuwe vorm, niet gecreëerd of vernietigd. De tweede is dat alle machines hun efficiëntie verliezen tussen input- en outputenergie in een proces dat entropie wordt genoemd, waarbij energie daadwerkelijk verloren gaat. Deze regels gelden voor energieconversiesystemen van hydro-elektrische dammen tot de benzinemotor en zijn een cruciaal onderdeel van de thermodynamica.
Thermische wetenschap is een poging om de warmteoverdracht en de wetten van de thermodynamica in evenwicht te brengen in een poging vooruit te komen bij het genereren van energie. Thermische wetenschap omvat verschillende wetenschappelijke disciplines, die allemaal met energie te maken hebben, omdat wetenschappers en ingenieurs samenwerken om thermische energie efficiënter te gebruiken. Thermische wetenschap kijkt naar nieuwe manieren om warmte te onttrekken, energie te isoleren en op de meest praktische manier te gebruiken.
Studenten van de thermische wetenschappen zijn geïnteresseerd in het verkennen van alternatieve wijzen van energieverzameling, evenals het maximaliseren van menselijke veiligheid rond energieconversiesystemen. Wanneer thermische wetenschap in een praktische toepassing wordt gebruikt, kijken ingenieurs naar warmteoverdrachtseigenschappen van objecten of energiesystemen, en proberen ze te bepalen wat de algehele energiebalans in een systeem is. Bovendien kijken ingenieurs naar de principes van thermodynamica, waaronder chemische en fysische reacties naast de primaire wetten.
Bij theoretisch gebruik zijn natuurkundigen die zich richten op thermische wetenschap geïnteresseerd in onderzoek naar hoe elektriciteit wordt omgezet en hoe systemen voor energieconversie kunnen worden verbeterd. De studie van de thermische wetenschap op theoretisch niveau heeft geleid tot de introductie van veel energiebesparende apparaten, evenals een verhoging van de efficiëntie en veiligheid. In beide gevallen kijkt de thermische wetenschap naar fundamentele interacties tussen fysische en chemische processen en het resultaat.