เนื้อหา
ให้เป็นไปตาม หลักการทางกายภาพของอุณหพลศาสตร์เป็นที่น่าสังเกตว่าอุณหภูมิเป็นสิ่งที่ไม่คงที่ในร่างกาย แต่จะถ่ายเทจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง: ทิศทางจะเหมือนกันเสมอเนื่องจากความร้อนจะส่งผ่านจากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงกว่าไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า
มีสูตรทางคณิตศาสตร์มากมายที่เกี่ยวข้องกับฟิสิกส์และเคมีที่มักจะอธิบายสิ่งเหล่านี้ กระบวนการถ่ายเทความร้อนแต่สิ่งสำคัญคือเกิดขึ้นภายใต้กระบวนการที่แตกต่างกันสามขั้นตอน: การนำไฟฟ้าการพาความร้อนและการแผ่รังสี
ตัวอย่างการขับขี่
ขับรถอะไร? ขับรถ เป็นกระบวนการที่ความร้อนแพร่กระจายเนื่องจากการกวนด้วยความร้อนของโมเลกุลโดยที่ไม่มีการกระจัดจริงของโมเลกุลเหล่านี้ เป็นกระบวนการที่ง่ายมากในการทำความเข้าใจและในเวลาเดียวกัน 'ล่องหน ' เนื่องจากมีเพียงการถ่ายเทความร้อนเท่านั้นโดยไม่มีสิ่งใดปรากฏให้เห็นทางกายภาพ
ขับรถ นี่คือเหตุผลที่ว่าทำไมวัตถุในช่วงเวลาที่ยืดเยื้อมากหรือน้อยจึงได้รับอุณหภูมิเท่ากันในส่วนขยายทั้งหมด ตัวอย่างการขับขี่บางส่วน:
- ตามเครื่องมือสำหรับจัดการถ่านหรือวัตถุอื่น ๆ ที่อาจร้อนจัด หากความยาวสั้นลงการถ่ายเทความร้อนจะเร็วขึ้นและไม่สามารถสัมผัสปลายทั้งสองข้างได้
- น้ำแข็งในชามน้ำร้อนละลายผ่านการนำ
- เมื่อน้ำเดือดเปลวไฟจะนำความร้อนไปยังภาชนะและหลังจากนั้นสักครู่ก็ปล่อยให้น้ำร้อนขึ้น
- ความร้อนของช้อนเมื่อคุณใส่ลงในภาชนะแล้วเทซุปที่ร้อนจัดลงไป
- มีดและส้อมใช้ด้ามไม้เพื่อทำลายการนำความร้อน
ตัวอย่างของการพาความร้อน
การพาความร้อนคืออะไร? การพาความร้อน เป็นการส่งผ่านความร้อนโดยอาศัยการเคลื่อนที่จริงของโมเลกุลของสาร: ของไหลที่อาจเป็นก๊าซหรือของเหลวแทรกซึมอยู่ที่นี่
การถ่ายเทความร้อนแบบหมุนเวียน สามารถผลิตได้ในของเหลวที่มีการเคลื่อนไหวตามธรรมชาติเท่านั้น (ของเหลวจะดึงความร้อนจากบริเวณที่ร้อนและเปลี่ยนความหนาแน่น) หรือการไหลเวียนที่ถูกบังคับ (ของไหลเคลื่อนที่ผ่านพัดลม) อนุภาคสามารถเคลื่อนย้ายการขนส่งความร้อนได้โดยไม่รบกวน ความต่อเนื่องทางกายภาพของร่างกาย นี่คือชุดของตัวอย่างการพาความร้อน:
- การถ่ายเทความร้อนจากเตา
- บอลลูนลมร้อนซึ่งเก็บไว้ในอากาศโดยอากาศร้อน หากอากาศเย็นลงบอลลูนจะเริ่มตกลงมาทันที
- เมื่อไอน้ำเกาะกระจกในห้องน้ำเนื่องจากอุณหภูมิที่ร้อนของน้ำเมื่ออาบน้ำ
- เครื่องเป่ามือหรือเครื่องเป่าผมซึ่งส่งผ่านความร้อนโดยการพาความร้อนแบบบังคับ
- การถ่ายเทความร้อนที่เกิดจากร่างกายมนุษย์เมื่อคนเดินเท้าเปล่า
ดูสิ่งนี้ด้วย: ตัวอย่างของสมดุลทางความร้อน
ตัวอย่างของการแผ่รังสี
รังสีคืออะไร? รังสี เป็นความร้อนที่ร่างกายปล่อยออกมาเนื่องจากอุณหภูมิในกระบวนการที่ขาดการสัมผัสระหว่างร่างกายหรือของเหลวกลางที่ขนส่งความร้อน
รังสี ทำให้เป็นเพราะมีร่างกายที่เป็นของแข็งหรือของเหลวที่มีอุณหภูมิสูงกว่าอีกตัวหนึ่งจึงมีการถ่ายเทความร้อนจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งทันที ปรากฏการณ์นี้เกิดจากการส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เล็ดลอดออกมาจากร่างกายที่อุณหภูมิสูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์: ยิ่งอุณหภูมิสูงเท่าไหร่คลื่นเหล่านั้นก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น
นั่นคือสิ่งที่อธิบายว่า รังสี จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อร่างกายอยู่ในอุณหภูมิที่สูงเป็นพิเศษ นี่คือกลุ่มตัวอย่างที่รังสีเกิดขึ้น:
- การส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านเตาไมโครเวฟ
- ความร้อนที่ปล่อยออกมาจากหม้อน้ำ
- รังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์เป็นกระบวนการที่กำหนดอุณหภูมิของโลกอย่างแม่นยำ
- แสงจากหลอดไส้
- การปล่อยรังสีแกมมาโดยนิวเคลียส
กระบวนการส่งผ่านความร้อนจะเพิ่มและลดอุณหภูมิของร่างกายที่ได้รับผลกระทบ แต่บางครั้ง (เช่นเดียวกับน้ำแข็ง) มีส่วนรับผิดชอบต่อปรากฏการณ์ของ การเปลี่ยนแปลงเฟสเหมือนน้ำเดือด อบไอน้ำหรือการละลายของน้ำเป็นน้ำแข็ง วิศวกรรมมุ่งเน้นไปที่ความพยายามมากมายในการใช้ประโยชน์จากความเป็นไปได้ในการจัดการกับสถานะของร่างกายผ่านการส่งผ่านความร้อน
ดูสิ่งนี้ด้วย: ตัวอย่างความร้อนและอุณหภูมิ
