นิยามของความร้อน, ค่าการนำความร้อน, ความจุความร้อน

เนื้อหา: นิยามของความร้อน, ค่าการนำความร้อน, ความจุความร้อน

คุณเคยดื่มชาเย็น นมเย็น น้ำเชื่อมเย็น ฯลฯ ไหม? เวลาทำชาเย็น เรามักจะผสมน้ำร้อนหรือน้ำอุ่นในแก้วกับน้ำแข็ง น้ำร้อนหรือน้ำอุ่นมีอุณหภูมิสูงกว่า ในขณะที่น้ำแข็งมีอุณหภูมิต่ำกว่า หลังจากสัมผัสกันสักพัก น้ำแข็งและน้ำร้อนก็จะกลายเป็นชาเย็น (เพราะน้ำแข็งและน้ำอุ่นมีอุณหภูมิเท่ากัน) กระบวนการเดียวกันนี้เกิดขึ้นเมื่อเราผสมน้ำร้อนกับน้ำเย็น หลังจากสัมผัสกัน น้ำร้อนและน้ำเย็นก็จะกลายเป็นน้ำอุ่น (เพราะน้ำร้อนและน้ำเย็นมีอุณหภูมิเท่ากัน) ทำไมวัตถุเหล่านี้ถึงมีอุณหภูมิเท่ากันได้หลังจากสัมผัสกัน?

นิยามของความร้อน

เมื่อวัตถุมีความแตกต่างกัน อุณหภูมิ เมื่อวัตถุสองชิ้นสัมผัสกัน การถ่ายเทความร้อน หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าความร้อน จะเกิดขึ้นจากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงกว่าไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า การถ่ายเทความร้อนนี้จะหยุดลงเมื่อวัตถุที่สัมผัสกันมีอุณหภูมิเท่ากัน ตัวอย่างเช่น หากเราผสมน้ำร้อนกับน้ำเย็น ความร้อนมักจะเคลื่อนจากน้ำร้อนไปยังน้ำเย็น เมื่อเรานำเตารีดร้อนไปแช่ในน้ำเย็น ความร้อนจะเคลื่อนจากเตารีดที่ร้อนกว่าไปยังน้ำ การไหลของความร้อนจะหยุดลงเมื่อเตารีดและน้ำมีอุณหภูมิเท่ากัน เมื่อแพทย์หรือพยาบาลติดเทอร์โมมิเตอร์กับร่างกายของคุณ ความร้อนจะเคลื่อนจากร่างกายของคุณไปยังเทอร์โมมิเตอร์ การถ่ายเทความร้อนนี้จะหยุดลงเมื่อร่างกายของคุณและเทอร์โมมิเตอร์มีอุณหภูมิเท่ากัน หากใช้เทอร์โมมิเตอร์ปรอท เมื่อร่างกายของคุณและเทอร์โมมิเตอร์มีอุณหภูมิเท่ากัน พื้นผิวของปรอทจะหยุดเคลื่อนที่ ตัวเลขที่แสดงบนพื้นผิวของปรอทคืออุณหภูมิร่างกายของคุณในขณะนั้น

โดยธรรมชาติแล้ว ความร้อนจะเคลื่อนตัวจากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำ การถ่ายเทความร้อน ความร้อนมีแนวโน้มที่จะปรับอุณหภูมิของวัตถุที่สัมผัสกันให้เท่ากัน ในศตวรรษที่ 18 นักฟิสิกส์สงสัยว่าการไหลของความร้อนคือการเคลื่อนที่ของของไหลชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นของไหลที่มองไม่เห็น (ของไหลคือสารที่สามารถไหลได้ ของไหลได้แก่ของเหลวและก๊าซ น้ำ (ของเหลว) เป็นของไหลเพราะมันสามารถไหลได้ อากาศก็เป็นของไหลเพราะมันสามารถไหลได้) ของไหลชนิดนี้เรียกว่า ความร้อน cแอลกอฮอล์ ทฤษฎีเกี่ยวกับ cอะลอริก ไม่ถูกนำมาใช้อีกต่อไป เนื่องจากผลการทดลองบ่งชี้ว่าการมีอยู่ของ แคลอรี่ ไม่สามารถพิสูจน์ได้

ในศตวรรษที่ 19 นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษชื่อ เจมส์ เพรสคอตต์ จูล (ค.ศ. 1818–1889) ศึกษาเกี่ยวกับการให้ความร้อนแก่น้ำในภาชนะโดยใช้ล้อกวน จากผลการทดลองของเขา จูลได้เปรียบเทียบกับการให้ความร้อนแก่น้ำด้วยไฟ เมื่อเปลวไฟและภาชนะบรรจุน้ำสัมผัสกัน ความร้อนจะถ่ายเทจากเปลวไฟ (อุณหภูมิสูง) ไปยังน้ำ (อุณหภูมิต่ำ) หลังจากเปรียบเทียบการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิน้ำเนื่องจากการสัมผัสกับไฟและการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิน้ำเนื่องจากงานที่ทำโดยล้อกวนแล้ว จูลสรุปว่า ความร้อนคือพลังงานที่เคลื่อนที่จากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำ Kความร้อนไม่ใช่พลังงาน (ความร้อนไม่ใช่พลังงานประเภทใดประเภทหนึ่งโดยเฉพาะ เช่น พลังงานจลน์ พลังงานศักยภาพ พลังงานเคมี เป็นต้น). Kดังนั้น คือ การถ่ายโอนพลังงาน เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิดังนั้น เมื่อความร้อนไหลจากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำ พลังงานจะถูกถ่ายโอนจากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำ การถ่ายโอนพลังงานจะหยุดลงเมื่อวัตถุที่สัมผัสกันมีอุณหภูมิเท่ากันหรือต่ำกว่า สมดุลความร้อน.

การนำความร้อน

ทำไมเครื่องครัวส่วนใหญ่จึงทำจากอะลูมิเนียม? สมมติว่ามือซ้ายของคุณถือโลหะชิ้นหนึ่ง และมือขวาของคุณถือแก้ว แล้วคุณนำโลหะและแก้วนั้นไปแตะเปลวไฟ มือซ้ายหรือมือขวาของคุณจะรู้สึกถึงความร้อนเร็วกว่ากัน? คำถามเหล่านี้ และอาจมีคำถามอื่นๆ ที่คุณอาจถาม เกี่ยวข้องกับค่าการนำความร้อนของวัตถุ ค่าการนำความร้อนของวัตถุคือความสามารถของวัตถุในการ... การถ่ายเทความร้อน ผ่านทางวัตถุ วัตถุที่มีค่าการนำความร้อนสูง (k) เรียกว่าตัวนำความร้อน ความร้อน ดี (เป็นตัวนำความร้อนที่ดี) ในทางกลับกัน วัตถุที่มี คอนดุกติวิตัส เทอร์มัล ขนาดเล็กเป็นตัวนำความร้อนที่ไม่ดี (ตัวนำความร้อนที่ไม่ดี)

ความจุความร้อน

ความจุความร้อน (C) คือปริมาณ ความร้อน จำเป็นต้องระดมทุน อุณหภูมิ วัตถุทุกชิ้นเพิ่มขึ้นหนึ่งองศา สูตรสำหรับความจุความร้อน:

C = mc

คำอธิบาย: C = ความจุความร้อน, m = มวลของวัตถุ, c = ความร้อนจำเพาะ วัตถุ.