พลังงานความร้อน

วิทยาศาสตร์แห่งความร้อน


ความร้อนคือการถ่ายโอนพลังงานจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่งเนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิ วัดความร้อนได้ในหน่วยจูลบีทียู (หน่วยความร้อนบริติช) หรือแคลอรี่

ความร้อนและอุณหภูมิมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด แต่ไม่ใช่สิ่งเดียวกัน อุณหภูมิของวัตถุขึ้นอยู่กับว่าโมเลกุลของมันเคลื่อนที่เร็วแค่ไหน ยิ่งโมเลกุลเคลื่อนที่เร็วเท่าไหร่อุณหภูมิก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น เราว่าวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงจะร้อนและวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำจะเย็น

การถ่ายเทความร้อน

เมื่อสิ่งของสองชิ้นรวมกันหรือสัมผัสกันโมเลกุลของมันจะถ่ายเทพลังงานที่เรียกว่าความร้อน พวกเขาจะพยายามมาถึงจุดที่ทั้งคู่มีอุณหภูมิเท่ากัน สิ่งนี้เรียกว่าดุลยภาพ ความร้อนจะไหลจากวัตถุที่ร้อนกว่าไปยังที่เย็นกว่า โมเลกุลในวัตถุที่ร้อนกว่าจะเคลื่อนที่ช้าลงและโมเลกุลในวัตถุที่เย็นกว่าจะเร็วขึ้น ในที่สุดพวกเขาก็จะไปถึงจุดที่มีอุณหภูมิเท่ากัน

สิ่งนี้เกิดขึ้นตลอดเวลารอบตัวคุณ ตัวอย่างเช่นเมื่อคุณนำน้ำแข็งก้อนมาใส่ลงในโซดาอุ่น ๆ น้ำแข็งจะอุ่นขึ้นและละลายในขณะที่โซดาจะเย็นลง

Hot Objects ขยาย

เมื่อสิ่งที่ร้อนขึ้นมันจะขยายหรือใหญ่ขึ้น ในขณะเดียวกันเมื่อสิ่งที่เย็นลงมันก็จะหดตัวลง คุณสมบัตินี้ใช้ในการทำ ปรอท เครื่องวัดอุณหภูมิ เส้นในเทอร์โมมิเตอร์เป็นปรอทเหลวจริงๆ เมื่อของเหลวร้อนขึ้นเทอร์โมมิเตอร์จะขยายตัวและสูงขึ้นเพื่อแสดงอุณหภูมิที่สูงขึ้น เป็นการขยายตัวและหดตัวเนื่องจากอุณหภูมิที่ทำให้เทอร์โมมิเตอร์ทำงานได้

การนำความร้อน

เมื่อความร้อนถ่ายเทจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่งเรียกว่าการนำความร้อน วัสดุบางชนิดนำความร้อนได้ดีกว่าวัสดุอื่น ๆ ตัวอย่างเช่นโลหะเป็นตัวนำความร้อนที่ดี เราใช้โลหะในหม้อและกระทะในการปรุงอาหารเพราะมันจะเคลื่อนความร้อนจากเปลวไฟไปยังอาหารของเราได้อย่างรวดเร็ว ผ้าก็เหมือนผ้าห่มไม่ใช่ตัวนำความร้อนที่ดี เนื่องจากไม่ใช่ตัวนำที่ดีผ้าห่มจึงทำงานได้ดีในการทำให้เราอบอุ่นในเวลากลางคืนเนื่องจากจะไม่นำความร้อนจากร่างกายของเราออกสู่อากาศเย็น

เรื่องการเปลี่ยนสถานะ

ความร้อนมีผลกระทบต่อสถานะของสสาร สสารสามารถเปลี่ยนสถานะได้ตามความร้อนหรืออุณหภูมิ มีสามสถานะที่สสารขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ: ของแข็งของเหลวและก๊าซ ตัวอย่างเช่นถ้าน้ำเย็นและโมเลกุลของมันเคลื่อนที่ช้ามากก็จะกลายเป็นของแข็ง (น้ำแข็ง) หากอุ่นขึ้นน้ำแข็งจะละลายและน้ำกลายเป็นของเหลว หากคุณเพิ่มความร้อนลงในน้ำมากโมเลกุลจะเคลื่อนที่เร็วมากและจะกลายเป็นก๊าซ (ไอน้ำ)