O que é ciência térmica?

A ciência térmica é um ramo da investigação científica que lida especificamente com calor e energia, através da termodinâmica e da transferência de calor. A ciência térmica é usada em muitas aplicações práticas, como sistemas de aquecimento, geração de energia e também experimentalmente. A ciência térmica é geralmente considerada um ramo da engenharia, porque, em aplicações práticas, é mais frequentemente usada por engenheiros que tentam projetar sistemas de aquecimento e geração de energia mais seguros e eficientes.

A ciência térmica analisa primeiro a termodinâmica, que é um ramo da física que incorpora várias variáveis ​​e como elas interagem para formar calor ou energia. A termodinâmica examina a interação de temperatura, pressão e volume dentro de um sistema para criar calor, energia ou ambos. A metamorfose da energia na busca de energia e calor é o foco da termodinâmica, que se refere à produção energética de um dispositivo como "trabalho", a força necessária para mover um objeto. A termodinâmica é governada por várias regras, assim como a maioria das disciplinas científicas.

A primeira regra é que não é possível extrair mais energia de um sistema do que a entrada, porque a energia só pode ser convertida em uma nova forma, não criada ou destruída. A segunda é que todas as máquinas perderão eficiência entre a energia de entrada e saída em um processo chamado entropia, onde a energia é realmente perdida. Essas regras governam os sistemas de conversão de energia de represas hidrelétricas para o motor a gasolina e são uma parte crucial da termodinâmica.

A ciência térmica é uma tentativa de equilibrar a transferência de calor e as leis da termodinâmica na tentativa de avançar na geração de energia. A ciência térmica incorpora várias disciplinas científicas, todas tratando de energia, pois cientistas e engenheiros trabalham juntos para usar a energia térmica com mais eficiência. A ciência térmica busca novas maneiras de extrair calor, isolar energia e utilizá-lo da maneira mais prática possível.

Os estudantes de ciências térmicas estão interessados ​​em explorar modos alternativos de coleta de energia, bem como em maximizar a segurança humana em torno dos sistemas de conversão de energia. Quando a ciência térmica é usada em uma aplicação prática, os engenheiros analisam as propriedades de transferência de calor de objetos ou sistemas de energia, além de tentar determinar qual é o equilíbrio geral de energia dentro de um sistema. Além disso, os engenheiros analisam os princípios da termodinâmica, que incluem reações químicas e físicas, além das leis primárias.

Quando usados ​​teoricamente, os físicos que se concentram na ciência térmica estão interessados ​​em explorar como a eletricidade é convertida e como os sistemas de conversão de energia podem ser aprimorados. O estudo da ciência térmica em nível teórico levou à introdução de muitos dispositivos de economia de energia, bem como aumentos de eficiência e segurança. Nos dois casos, a ciência térmica está observando interações fundamentais entre processos físicos e químicos e o resultado.