Дулааны энерги нь янз бүрийн физик үзэгдлүүдэд дулаан, температур хэрхэн үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг ойлгох үндсэн ойлголт юм. Энэ хичээл нь дулааны энергийн үндсийг судалж, энэ нь дулаан, эрчим хүч, физиктэй хэрхэн холбогдож байгааг судалж, уншигчаас ямар нэгэн дадлага хийх шаардлагагүйгээр жишээ, туршилтуудыг үзүүлэв.
Дулааны энерги гэдэг нь бөөмсийн санамсаргүй хөдөлгөөнөөс болж системд байгаа дотоод энерги юм. Энэ нь атом, молекул, ионуудын бөөмсийн хөдөлгөөнөөс үүсдэг тул кинетик энергийн нэг хэлбэр юм. Эдгээр тоосонцор хурдан хөдлөх тусам бодисын температур өндөр, улмаар дулааны энерги нэмэгддэг.
Дулааны энерги ба температурыг хооронд нь ялгах нь чухал боловч тэдгээр нь хоорондоо нягт холбоотой байдаг. Температур нь бодис дахь бөөмсийн дундаж кинетик энергийн хэмжүүр бөгөөд дулааны энерги нь систем дэх бүх бөөмсийн нийт кинетик энергийг илэрхийлдэг. Тиймээс дулааны энерги нь зөвхөн температураас гадна системийн масс, түүнд агуулагдах бөөмсийн төрлөөс хамаарна.
Дулаан бол дамжин өнгөрөх энерги юм. Энэ нь өөр өөр температуртай объектуудын хоорондох дулааны энергийн урсгал юм. Өөр өөр температуртай хоёр биеттэй холбогдох үед дулааны энерги дулааны тэнцвэрт байдалд хүрэх хүртэл дулаанаас илүү сэрүүн объект руу шилждэг бөгөөд энэ нь хоёулаа ижил температуртай гэсэн үг юм. Энэ үзэгдэл нь термодинамикийн хоёр дахь хуулийг харуулж байгаа бөгөөд энерги нь өөрөө аяндаа өндөр температураас бага температурт урсах хандлагатай байдаг.
Дулаан дамжуулалт нь дамжуулалт, конвекц, цацраг туяа гэсэн гурван аргаар явагдана.
Дулааны энерги, түүний хэмжилт, дамжуулалтыг ойлгох нь өдөр тутмын болон шинжлэх ухааны янз бүрийн нөхцөлд маш чухал юм. Эдгээр зарчмуудыг харуулах хоёр туршилт энд байна:
Бодисын дулаан багтаамж нь дулааны физикийн чухал ойлголт юм. Энэ нь тухайн бодисын нэгж массын температурыг Цельсийн нэг градусаар өөрчлөхөд шаардагдах дулааны хэмжээ юм. Хувийн дулаан багтаамжийг ( \(c\) ) тэгшитгэлээр өгөгдөнө: \(Q = mc\Delta T\) энд \(Q\) нь нэмэгдсэн дулаан, \(m\) нь бодисын масс, \(c\) нь дулааны хувийн багтаамж, \(\Delta T\) нь температурын өөрчлөлт юм.
Энэ үзэл баримтлалыг судлахын тулд мэдэгдэж буй массыг халааж, температурын өөрчлөлтийг бүртгэх замаар усны дулааны багтаамжийг хэмжиж болно. Дулааны энергийг цахилгаан халаагуураар хэрэглэж, цахилгаан тоолуур ашиглан нийлүүлсэн энергийг хэмжих замаар ойролцоогоор \(4.18 \, \textrm{Ж/г°С}\) гэж мэдэгдэж байгаа усны хувийн дулааны багтаамжийг тооцоолж болно.
Конвекцийг дүрслэн харуулах энгийн туршилт нь дотор нь харагдахуйц жижиг хэсгүүд (гялтгануур эсвэл үр гэх мэт) бүхий тунгалаг саванд ус халаах явдал юм. Савны ёроолд байгаа ус халах тусам томорч, нягтрал багасч, дээшлэх ба сэрүүн, нягт ус нь живдэг. Энэ нь бөөмсийн хөдөлгөөн хэлбэрээр ажиглагдаж болох конвекцийн гүйдлийг үүсгэдэг.
Дулааны энерги ба түүнийг дамжуулах аргууд нь бидний өдөр тутмын амьдрал, үйлдвэрлэлийн үйл явцад өргөн хэрэглэгддэг. Жишээлбэл:
Дулааны энергийн тухай ойлголт нь физик болон өдөр тутмын амьдралд маш чухал юм. Энэ нь физикийн шинжлэх ухааны чухал элементүүдийг нэгтгэсэн дулаан, температур, эрчим хүчний дамжуулалтын тухай ойлголтуудыг агуулдаг. Бөөмийн хөдөлгөөн, харилцан үйлчлэлийг судалж, энгийн туршилтаар дамжуулан энэхүү үндсэн ойлголт нь хүртээмжтэй болж, янз бүрийн үзэгдэл, технологид түүний бүх нийтийн хэрэглээ, ач холбогдлыг харуулж байна.
