ວັດສະດຸ: ຄຳນິຍາມຂອງຄວາມຮ້ອນ, ການນຳຄວາມຮ້ອນ, ຄວາມຈຸຄວາມຮ້ອນ
ເຈົ້າເຄີຍດື່ມຊາເຢັນ, ນົມເຢັນ, ນ້ຳເຊື່ອມເຢັນ, ແລະອື່ນໆບໍ່? ເມື່ອເຮັດຊາເຢັນ, ພວກເຮົາມັກຈະປະສົມນ້ຳຮ້ອນ ຫຼື ນ້ຳອຸ່ນໃສ່ຈອກທີ່ມີກ້ອນນ້ຳກ້ອນ. ນ້ຳຮ້ອນ ຫຼື ນ້ຳອຸ່ນມີອຸນຫະພູມສູງກວ່າ, ໃນຂະນະທີ່ກ້ອນນ້ຳກ້ອນມີອຸນຫະພູມຕ່ຳກວ່າ. ຫຼັງຈາກແຕະຕ້ອງໄລຍະໜຶ່ງ, ສ່ວນປະສົມຂອງກ້ອນນ້ຳກ້ອນ ແລະ ຊາຮ້ອນຈະກາຍເປັນຊາເຢັນ (ສ່ວນປະສົມຂອງກ້ອນນ້ຳກ້ອນ ແລະ ຊາອຸ່ນມີອຸນຫະພູມເທົ່າກັນ). ຂະບວນການດຽວກັນນີ້ເກີດຂຶ້ນເມື່ອພວກເຮົາປະສົມນ້ຳຮ້ອນກັບນ້ຳເຢັນ. ຫຼັງຈາກແຕະຕ້ອງ, ນ້ຳຮ້ອນ ແລະ ນ້ຳເຢັນຈະກາຍເປັນນ້ຳອຸ່ນ (ສ່ວນປະສົມຂອງນ້ຳຮ້ອນ ແລະ ນ້ຳເຢັນມີອຸນຫະພູມເທົ່າກັນ). ເປັນຫຍັງວັດຖຸເຫຼົ່ານີ້ຈຶ່ງມີອຸນຫະພູມເທົ່າກັນຫຼັງຈາກແຕະຕ້ອງ?
ຄໍານິຍາມຂອງຄວາມຮ້ອນ
ເມື່ອວັດຖຸມີຄວາມແຕກຕ່າງກັນ ຊູຮູ ເມື່ອວັດຖຸສອງອັນແຕະກັນ, ການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນ, ເຊິ່ງມັກຈະເອີ້ນວ່າຄວາມຮ້ອນ, ຈະເກີດຂຶ້ນຈາກວັດຖຸທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງກວ່າໄປຫາວັດຖຸທີ່ມີອຸນຫະພູມຕ່ຳກວ່າ. ການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນນີ້ຈະຢຸດລົງເມື່ອວັດຖຸທີ່ສຳຜັດມີອຸນຫະພູມເທົ່າກັນ. ຕົວຢ່າງ, ຖ້າພວກເຮົາປະສົມນ້ຳຮ້ອນກັບນ້ຳເຢັນ, ຄວາມຮ້ອນມັກຈະເຄື່ອນທີ່ຈາກນ້ຳຮ້ອນໄປຫານ້ຳເຢັນ. ເມື່ອພວກເຮົາເອົາເຫຼັກຮ້ອນໃສ່ນ້ຳເຢັນ, ຄວາມຮ້ອນຈະເຄື່ອນທີ່ຈາກເຫຼັກຮ້ອນໄປຫານ້ຳ. ກະແສຄວາມຮ້ອນຈະຢຸດລົງເມື່ອເຫຼັກ ແລະ ນ້ຳມີອຸນຫະພູມເທົ່າກັນ. ເມື່ອທ່ານໝໍ ຫຼື ພະຍາບານຕິດເຄື່ອງວັດແທກອຸນຫະພູມໃສ່ຮ່າງກາຍຂອງທ່ານ, ຄວາມຮ້ອນຈະເຄື່ອນທີ່ຈາກຮ່າງກາຍຂອງທ່ານໄປຫາເຄື່ອງວັດແທກອຸນຫະພູມ. ການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນນີ້ຈະຢຸດລົງເມື່ອຮ່າງກາຍ ແລະ ເຄື່ອງວັດແທກອຸນຫະພູມຂອງທ່ານມີອຸນຫະພູມເທົ່າກັນ. ຖ້າເຄື່ອງວັດແທກອຸນຫະພູມທີ່ໃຊ້ແມ່ນເຄື່ອງວັດແທກອຸນຫະພູມແບບບາຫຼອດ, ເມື່ອຮ່າງກາຍ ແລະ ເຄື່ອງວັດແທກອຸນຫະພູມຂອງທ່ານມີອຸນຫະພູມເທົ່າກັນ, ໜ້າຜິວຂອງບາຫຼອດຈະຢຸດເຄື່ອນທີ່. ຕົວເລກທີ່ສະແດງຢູ່ເທິງໜ້າຜິວຂອງບາຫຼອດແມ່ນອຸນຫະພູມຮ່າງກາຍຂອງທ່ານໃນເວລານັ້ນ.
ຕາມທຳມະຊາດແລ້ວ, ຄວາມຮ້ອນຈະເຄື່ອນຍ້າຍຈາກວັດຖຸທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງໄປຫາວັດຖຸທີ່ມີອຸນຫະພູມຕໍ່າຕາມທຳມະຊາດ. ການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນ ມັກຈະເຮັດໃຫ້ອຸນຫະພູມຂອງວັດຖຸທີ່ສຳຜັດກັນມີຄວາມສະເໝີພາບກັນ. ໃນສະຕະວັດທີ 18, ນັກຟີຊິກສາດສົງໃສວ່າການໄຫຼຂອງຄວາມຮ້ອນແມ່ນການເຄື່ອນທີ່ຂອງຂອງແຫຼວ, ເຊິ່ງເປັນຂອງແຫຼວທີ່ເບິ່ງບໍ່ເຫັນ (ຂອງແຫຼວແມ່ນສານທີ່ສາມາດໄຫຼໄດ້. ຂອງແຫຼວປະກອບມີຂອງແຫຼວ ແລະ ອາຍແກັສ. ນ້ຳ (ຂອງແຫຼວ) ເປັນຂອງແຫຼວເພາະມັນສາມາດໄຫຼໄດ້. ອາກາດຍັງເປັນຂອງແຫຼວເພາະມັນສາມາດໄຫຼໄດ້). ຂອງແຫຼວນີ້ຖືກເອີ້ນວ່າ cເຫຼົ້າ. ທິດສະດີກ່ຽວກັບ cເຫຼົ້າ ບໍ່ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ອີກຕໍ່ໄປເພາະວ່າອີງຕາມຜົນຂອງການທົດລອງ, ການມີຢູ່ຂອງ ພະລັງງານ ສິ່ງນີ້ບໍ່ສາມາດພິສູດໄດ້.
ໃນສະຕະວັດທີ 19, ນັກຟີຊິກສາດຊາວອັງກິດຊື່ James Prescott Joule (1818–1889) ໄດ້ສຶກສາວິທີການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນແກ່ນ້ຳໃນພາຊະນະໂດຍໃຊ້ລໍ້ຄົນ. ອີງຕາມຜົນຂອງການທົດລອງຂອງລາວ, Joule ໄດ້ປຽບທຽບກັບນ້ຳທີ່ຖືກໄຟໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ. ເມື່ອແປວໄຟ ແລະ ພາຊະນະທີ່ມີນ້ຳມາສຳຜັດກັນ, ຄວາມຮ້ອນຈະຖືກຖ່າຍໂອນຈາກແປວໄຟ (ອຸນຫະພູມສູງ) ໄປຫານ້ຳ (ອຸນຫະພູມຕ່ຳ). ຫຼັງຈາກປຽບທຽບລະຫວ່າງການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອຸນຫະພູມນ້ຳຍ້ອນການສຳຜັດກັບໄຟ ແລະ ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອຸນຫະພູມນ້ຳຍ້ອນວຽກງານທີ່ເຮັດໂດຍລໍ້ຄົນ, ຈູລ ໄດ້ສະຫຼຸບວ່າຄວາມຮ້ອນແມ່ນພະລັງງານທີ່ເຄື່ອນຍ້າຍຈາກວັດຖຸທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງໄປຫາວັດຖຸທີ່ມີອຸນຫະພູມຕໍ່າ. Kຄວາມຮ້ອນບໍ່ແມ່ນພະລັງງານ (ຄວາມຮ້ອນບໍ່ແມ່ນພະລັງງານປະເພດໃດໜຶ່ງສະເພາະ, ເຊັ່ນ: ພະລັງງານຈົນ, ພະລັງງານທ່າແຮງ, ພະລັງງານເຄມີ ແລະອື່ນໆ). Kຫຼາຍ ແມ່ນ ການຖ່າຍໂອນພະລັງງານ ຍ້ອນຄວາມແຕກຕ່າງຂອງອຸນຫະພູມດັ່ງນັ້ນ, ເມື່ອຄວາມຮ້ອນໄຫຼຈາກວັດຖຸທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງໄປຫາວັດຖຸທີ່ມີອຸນຫະພູມຕ່ຳ, ພະລັງງານຈະຖືກຖ່າຍໂອນຈາກວັດຖຸທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງໄປຫາວັດຖຸທີ່ມີອຸນຫະພູມຕ່ຳ. ການໂອນພະລັງງານຈະຢຸດລົງເມື່ອວັດຖຸທີ່ສຳຜັດກັນບັນລຸອຸນຫະພູມດຽວກັນ ຫຼື ຄວາມສົມດຸນທາງຄວາມຮ້ອນ.
ການນຳຄວາມຮ້ອນ
ເປັນຫຍັງເຄື່ອງຄົວສ່ວນໃຫຍ່ຈຶ່ງເຮັດດ້ວຍອາລູມີນຽມ? ສົມມຸດວ່າມືຊ້າຍຂອງເຈົ້າຈັບໂລຫະ ແລະ ມືຂວາຂອງເຈົ້າຈັບແກ້ວ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນເຈົ້າແຕະໂລຫະ ແລະ ແກ້ວໃສ່ແປວໄຟ. ມືຊ້າຍ ຫຼື ມືຂວາຂອງເຈົ້າຈະຮູ້ສຶກເຖິງຄວາມຮ້ອນໄວຂຶ້ນບໍ? ຄຳຖາມເຫຼົ່ານີ້, ແລະ ບາງທີອາດມີຄຳຖາມອື່ນໆທີ່ເຈົ້າອາດຈະຖາມ, ກ່ຽວຂ້ອງກັບຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນຂອງວັດຖຸ. ຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນຂອງວັດຖຸແມ່ນຄວາມສາມາດໃນການ... ຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນ ຜ່ານວັດຖຸ. ວັດຖຸທີ່ມີຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນສູງ (k) ແມ່ນຕົວນຳຄວາມຮ້ອນ ຄວາມຮ້ອນ ດີ (ຕົວນຳຄວາມຮ້ອນທີ່ດີ). ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ວັດຖຸທີ່ມີ ການນຳຄວາມຮ້ອນ ຂະໜາດນ້ອຍເປັນຕົວນຳຄວາມຮ້ອນທີ່ບໍ່ດີ (ຕົວນຳຄວາມຮ້ອນທີ່ບໍ່ດີ).
ຄວາມຈຸຄວາມຮ້ອນ (C) ແມ່ນປະລິມານ ຄວາມຮ້ອນ ຕ້ອງການເພື່ອຍົກສູງ ຊູຮູ ວັດຖຸທັງໝົດດ້ວຍໜຶ່ງອົງສາ. ສູດສຳລັບຄວາມຈຸຄວາມຮ້ອນ:
C = mc
ລາຍລະອຽດ: C = ຄວາມຈຸຄວາມຮ້ອນ, m = ມວນສານຂອງວັດຖຸ, c = ຄວາມຮ້ອນສະເພາະ ເບນດາ.
