ความร้อนและความเปลี่ยนแปลง

พลังงานความร้อน
ต่อการเปลี่ยนแปลงของวัตถุ

พลังงานความร้อน มีต่อการเปลี่ยนแปลงของวัตถุ 2 รูปแบบ คือ ทำให้อุณหภูมิของวัตถุเพิ่มขึ้นหรือลดลงโดยไม่เปลี่ยนสถานะและทำให้วัตถุเปลี่ยนสถานะโดยอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลง

1. ทำให้อุณหภูมิของวัตถุเกิดการเปลี่ยนแปลงโดยไม่เปลี่ยนสถานะ ถ้าวัตถุได้รับความร้อนแล้วอุณหภูมิสูงขึ้น ถ้าวัตถุคายความร้อนแล้วอุณหภูมิลดลง

          

โดย Q = ปริมาณความร้อนที่สารได้รับหรือคายออก
             มีหน่วยเป็นแคลอรี (cal) หรือกิโลแคลอรี
             (kcal) หรือจูล (J)
      m = มวลของสาร มีหน่วยเป็นกรัม (g)
             หรือกิโลกรัม (kg)
      c = ความจุความร้อนจำเพาะของสาร มีหน่วยเป็น
             (cal/g C) , (kcal/kg C) , (J/kg K)
             (ความจุความร้อนจำเพาะ (c) คือ ปริมาณ
             ความร้อนที่พอดีที่ทำให้สารมวล 1 หน่วย
             มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นหรือลดลงจากเดิม 1 องศา)
      ∆t = อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงของสาร
              มีหน่วยเป็นองศาเซลเซียส (C) หรือ (K)

2. ทำให้วัตถุเปลี่ยนสถานะ โดยอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลง

                   เมื่อ t คงที่

โดย Q = พลังงานความร้อน (J)
      m = มวลของสาร มีหน่วยเป็นกรัม (g)
             หรือกิโลกรัม (kg)
       L = ความร้อนแฝงจำเพาะ มีหน่วยเป็น
             cal/g หรือ J/kg
            (ความร้อนแฝงจำเพาะ (L) คือ พลังงาน
             ความร้อนที่ทำให้วัตถุมวล 1 หน่วย
             เปลี่ยนสถานะจนหมดโดยอุณหภูมิไม่เปลี่ยน)

3. ถ้าวัตถุได้รับพลังงานความร้อนอย่างสม่ำเสมอ โดยมีการเปลี่ยนแปลงทั้งอุณหภูมิและเปลี่ยนสถานะอย่างต่อเนื่องกันไป

กลไกการถ่ายเทความร้อน

กลไกการถ่ายเทความร้อนแบ่งออกเป็น 3 ชนิด ดังนี้

1. การนำความร้อน (Conduction) เป็นการถ่ายเทความร้อนจากโมเลกุลไปสู่อีกโมเลกุลหนึ่งซึ่งอยู่ติดกันไปเรื่อยๆ จากอุณหภูมิสูงไปสู่อุณหภูมิต่ำ
2. การพาความร้อน (Convection) เป็นการถ่ายเทความร้อนด้วยการเคลื่อนที่ของอะตอมและโมเลกุลของสสารซึ่งมีสถานะเป็นของเหลวและก๊าซ การพาความร้อนมักเกิดขึ้นในบรรยากาศ และมหาสมุทร รวมทั้งภายในโลก และดวงอาทิตย์
3. การแผ่รังสี (Radiation) เป็นการถ่ายเทความร้อนออกรอบตัวทุกทิศทุกทาง โดยมิต้องอาศัยตัวกลางในการส่งถ่ายพลังงาน