ประเภทของการนำความร้อน การพาความร้อน การแผ่รังสีความร้อน ประเภทของการถ่ายเทความร้อน: ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของสารต่างๆ

ส่งผลให้อุณหภูมิสมดุลระหว่างด้านซ้ายและ ด้านขวาเพราะในฟิสิกส์ไม่มีสถานะที่แตกต่างกันอย่างมีพลังมากสองสถานะที่อยู่ติดกัน ดังนั้น หากสกรูด้านซ้ายอุ่นขึ้น แสดงว่าอนุภาคในสกรูเร็วขึ้นด้วย และอนุภาคที่เร็วเหล่านี้ก็กระทบกับอนุภาคที่ช้ากว่า ซึ่งต่อมาเร็วขึ้น แล้วก็กระทบกับอนุภาคอื่นๆ เป็นต้น ดังนั้นความร้อนจะถูกถ่ายเทจากซ้ายไปขวาอย่างช้าๆ ขณะนี้มีสารที่เป็นตัวนำความร้อนได้ดีกว่าสารอื่นๆ แน่นอน ถ้าคุณเก็บช้อนพลาสติกไว้ในน้ำเดือด มันจะร้อนน้อยกว่าช้อนเงินเป็นต้น

โดยทั่วไป เราสามารถพูดได้ว่า ตัวนำความร้อนที่ดีมักจะเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีเช่นกัน เช่น ทองแดง อย่างแรกเลยสำหรับการนำความร้อน อนึ่ง ของเหลวและก๊าซสามารถนำความร้อนได้เช่นกัน แต่จากนั้นการผสมและการแพร่กระจายภายในสารก็มีบทบาทสำคัญ จุดที่ถ่ายเทความร้อน กล่าวคือ กระแสความร้อน หรือเรียกว่า การพาความร้อน การไหลของความร้อนสามารถเกิดขึ้นได้ในน้ำ เราจะยกตัวอย่างของกระแสน้ำในทะเล กระแสน้ำในทะเลอาจเกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิของน้ำ ณ สถานที่ต่างๆ

ตัวอย่างเช่น หากคุณอุ่นขึ้นทางด้านซ้าย คุณจะได้กระแสน้ำในที่ที่น้ำเย็นขึ้น กระแสน้ำอุ่นในมหาสมุทรสามารถปล่อยความร้อนออกสู่สิ่งแวดล้อมและส่งผลต่อสภาพอากาศอย่างมาก เป็นการถ่ายโอนพลังงานภายในจากร่างกายหนึ่งไปยังอีกร่างกายหนึ่ง มาดูตัวอย่างอื่นกัน การไหลของความร้อน: เครื่องเป่าผม. เครื่องเป่าผมเป่าลมในส่วนด้านในแล้วเป่าออกไปทางศีรษะของเรา และตัวอย่างเช่น พลังงานภายในของอากาศสามารถถ่ายโอนไปยังเส้นผมของเราได้

นี่คือตัวอย่างวิธีการถ่ายเทความร้อนผ่านกระแสลม สำหรับตัวอย่างสุดท้ายของการไหลของความร้อน: การให้ความร้อน น้ำไหลในท่อความร้อน น้ำอุ่นในห้องใต้ดิน เพราะว่า น้ำร้อนมีความหนาแน่นต่ำกว่าความเย็น ตอนนี้ไหลขึ้นด้านบนเพื่อปล่อยความร้อนที่เก็บไว้ออกสู่สิ่งแวดล้อม ระบุวิธีการถ่ายเทความร้อน: รังสีความร้อน. อ่างความร้อนทั่วไปคือดวงอาทิตย์ เธอส่งรังสีอันอบอุ่นของเธอไปยังโลก และรังสีเหล่านี้คืออะไรกันแน่?

รังสีของดวงอาทิตย์เป็นเพียงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้นจึงมีคุณสมบัติเช่นเดียวกับแสง เป็นต้น พวกมันไม่อยู่ในช่วงที่มองเห็นได้ แต่ส่วนใหญ่อยู่ในช่วงอินฟราเรด ก็ยาวกว่าแสง และลักษณะเฉพาะของการแผ่รังสีความร้อนซึ่งตรงกันข้ามกับการนำความร้อนหรือการไหลของความร้อนก็คือการถ่ายเทยังสามารถเกิดขึ้นในสุญญากาศ นั่นคือ โดยไม่คำนึงถึงความจำเป็นในการถ่ายเทความร้อน อีกตัวอย่างหนึ่งของการแผ่รังสีความร้อนคือไฟ แม้ว่าความร้อนจะถูกถ่ายเทผ่านการนำและการไหลของความร้อน แต่เราสามารถให้ความร้อนในกองไฟโดยอาศัยความร้อนจากการแผ่รังสีเป็นหลักได้

ก็สำหรับสามคน วิธีทางที่แตกต่างการถ่ายเทความร้อน. ดังนั้นเราจึงสรุปอีกครั้ง: ความร้อน นั่นคือรูปแบบพลังงาน เช่น กระแสน้ำทะเล หรือการแผ่รังสีความร้อน เช่น ดวงอาทิตย์ โอเค ความร้อนเป็นรูปแบบพลังงานที่สามารถถ่ายเทได้ แต่อุณหภูมิตรงกันข้ามคืออะไร? และอุณหภูมิอธิบาย ตรงกันข้ามกับความร้อน พลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาค กล่าวอีกนัยหนึ่ง โดยการวัดความแตกต่างของอุณหภูมิในร่างกาย คุณจะเห็นได้ว่าความร้อนถูกถ่ายเทไปยังอีกร่างกายหนึ่งมากน้อยเพียงใด นี่คือความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิและอุณหภูมิ

อย่างแรก มีโลหะอยู่ภายในขวด ซึ่งค่อยๆ ถูกทำให้ร้อนโดยการนำความร้อน โลหะนี้ถ่ายเทความร้อนไปในอากาศ อาจมีกระแสความร้อน และทั้งหลอดก็ปล่อยความร้อนออกมามาก น่าเสียดาย แม้ว่ามันจะให้แสงสว่างมากกว่าก็ตาม คุณมักจะมีอาการไม่พึงประสงค์ ผลข้างเคียง. ดังนั้นฉันหวังว่าคุณจะชอบวิดีโอนี้ จนกว่าจะถึงตอนนั้น เจอกันใหม่ตอนหน้า! ปัญหาหลักอย่างหนึ่งที่เราเผชิญเมื่อพยายามทำความเข้าใจโลกก็คือ การแยกปรากฏการณ์หนึ่งๆ ออกจากส่วนที่เหลือเป็นเรื่องยากมาก

ในชีวิตจริง เราพบว่ามีเหตุการณ์หลายอย่างเกิดขึ้น ซึ่งแต่ละเหตุการณ์มีเหตุและผลต่างกันในเวลาเดียวกัน และนี่คือปัญหาหลักของสังคมศาสตร์: ตัวแปรในเกมนั้นไม่มีที่สิ้นสุด และโดยทั่วไปจะไม่เป็นไปได้หรือผิดจรรยาบรรณในการทดลองเพื่อทดสอบสมมติฐาน

โชคดีที่ในสาขาวิทยาศาสตร์อื่น ๆ สิ่งต่าง ๆ ง่ายกว่ามาก เช่น ฟิสิกส์ ซึ่งศึกษาร่างกายและปฏิสัมพันธ์ของพวกเขา และมักจะทำการทดลองที่แยกปรากฏการณ์หนึ่งออกจากอีกปรากฏการณ์หนึ่งได้ง่าย แต่ไม่ว่าในกรณีใด เราพบว่าคนที่ไม่ศึกษาวิชานี้มักจะเห็นบางสิ่งที่ยากและไม่สามารถเข้าถึงได้ ในทางกลับกัน คนจำนวนมากที่มีความคิดแบบวิทยาศาสตร์มักจะวิเคราะห์สิ่งต่างๆ มากเกินความจำเป็น และมองโลกมากขึ้นหรือน้อยลงดังนี้

หลายครั้งที่โรงเรียนไม่ได้สอนเครื่องมือพื้นฐานให้กับนักเรียน ดังนั้นพวกเขาจึงเข้าใจบางสิ่งง่ายๆ เช่น การถ่ายเทความร้อน มันอาจจะดูงี่เง่า แต่การคำนึงถึงสิ่งเหล่านี้จะช่วยเราได้ในหลายแง่มุมของชีวิต: การคิดถึงวิธีปกป้องเราอย่างมีประสิทธิภาพโดยขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ แม้กระทั่งเบียร์เย็นๆ หรือเบียร์เย็นๆ ไม่ว่าเราจะชอบหรือไม่ก็ตาม วิทยาศาสตร์มีอยู่ทุกที่ แต่เราจำเป็นต้องมีฐานความรู้ทางวิทยาศาสตร์บางอย่างเพื่อที่จะโต้ตอบกับจักรวาลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ความร้อนสำหรับฟิสิกส์คือการถ่ายเทพลังงานจากร่างกายที่มีอุณหภูมิสูงกว่าซึ่งมีน้อยกว่า ตรงกันข้ามกับที่หลายคนเชื่อ ความร้อนไม่ใช่อุณหภูมิ แต่เป็นการถ่ายเทพลังงาน ดังนั้นวลีเดียวกัน "การถ่ายเทความร้อน" จะซ้ำซ้อน แต่ก็ใช้ในลักษณะเดียวกัน เมื่อเราบอกว่าน้ำร้อน เรากำลังบอกว่ามีพลังงานความร้อนสูง นี่หมายความว่าโมเลกุลของพวกมันจะสั่นสะเทือนอย่างรุนแรง ดังนั้นหากเราสัมผัสพวกมัน พวกมันจะส่งแรงสั่นสะเทือนเหล่านี้ไปอยู่ในมือของพวกมัน และพวกมันสามารถทำร้ายเราได้ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความแรงของพวกมัน

การสัมผัสร่างกายที่ร้อนไม่ใช่วิธีเดียวที่จะถ่ายเทพลังงานความร้อน แต่มีสามวิธี มันจะเป็นการนำ นอกจากนี้ยังมีการแผ่รังสีและการพาความร้อนด้วย แต่ในกรณีส่วนใหญ่ ทั้งสามสถานการณ์เกิดขึ้นพร้อมกันและบางสถานการณ์มากกว่าสถานการณ์อื่น นั่นเป็นเหตุผลที่กระต่ายช็อคโกแลตทั้งสามตัวนี้ถูกสังเวยเพื่อแสดงให้พวกมันแต่ละตัวดูโดดเดี่ยวที่สุด

ในกรณีแรก เราเห็นฆาตกรวางเตารีดร้อนบนกระต่ายช็อกโกแลต จุดหลอมเหลวของช็อกโกแลตอยู่ที่ประมาณ 36º และธาตุเหล็กมากกว่า 100º อย่างแน่นอน ดังนั้นโมเลกุลของสิ่งเดียวกันจึงมักจะถ่ายเทอุณหภูมิบางส่วนไปยังช็อกโกแลต โดยค่อยๆ ละลายในขณะที่มันเย็นตัวลงอย่างช้าๆ การนำเกิดขึ้นเมื่อสารสองชนิดสัมผัสกัน และการถ่ายเทความร้อนเกิดขึ้นจากอีกมาก อุณหภูมิสูงจนถึงด้านล่างจนระบบอยู่ในสภาวะสมดุลทางความร้อน ปรากฏการณ์นี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นระหว่าง ของแข็งและในระดับที่น้อยกว่าในของเหลว

ในก๊าซ การนำความร้อนมีน้อยเนื่องจากโมเลกุลถูกแยกออกจากกันอย่างกว้างขวาง ในกรณีที่สอง ปริมาณรังสีอินฟราเรดจะถูกนำไปใช้กับกระต่าย มันเกิดขึ้นที่รังสีไม่ใช่แค่สิ่งที่พวกเขามี ระเบิดปรมาณูแต่มันเป็นอนุภาคขนาดเล็กมาก ไร้มวล ซึ่งทำตัวเหมือนคลื่นที่มีความถี่ต่างกัน ขึ้นอยู่กับความถี่ที่พวกมันมี ได้แก่ คลื่นวิทยุ, อินฟราเรด, แสง, รังสีอัลตราไวโอเลต, รังสีเอกซ์ แต่ละตัวมีคุณสมบัติและลักษณะที่แตกต่างกันมีความสามารถในการโต้ตอบกับสิ่งที่เราเรียกว่าแสง

รังสีเอกซ์สามารถทะลุผ่านเนื้อได้ แต่ไม่มากเท่ากระดูกหรือโลหะ รังสีอินฟราเรดทำปฏิกิริยากับสารเกือบทั้งหมด และเมื่อรังสีจากหลอดไฟไปถึงพื้นผิวของช็อกโกแลต อุณหภูมิของรังสีจะเพิ่มขึ้น ร่างกายทั้งหมดปล่อยรังสีอินฟราเรด ยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้นเท่าไร นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลที่ร่างกายมักจะ "เย็นลง" หรือสมดุลทางความร้อน สิ่งแวดล้อม. แม้ว่าจะไม่สัมผัสกับสิ่งใด ร่างกายก็จะสูญเสียพลังงานไปในรูปของรังสีอินฟราเรด

ในที่สุดกระต่ายตัวที่สามทนทุกข์ทรมานจากเครื่องเป่าผม ลมร้อนปะทะใบหน้าคุณ เรากล่าวว่าก๊าซไม่มีค่าการนำความร้อนที่ดี เพราะโมเลกุลมีปฏิกิริยาต่อกันอย่างอ่อน แต่ถ้าเราสร้างการเคลื่อนไหวครั้งใหญ่ เราก็จะทำให้อนุภาคจำนวนมากสัมผัสกับกระต่าย ด้วยวิธีนี้อากาศจะสูญเสียอุณหภูมิและช็อกโกแลตจะลอยขึ้นและสมดุล ในอุณหพลศาสตร์ การพาความร้อนคือการถ่ายเทความร้อนผ่านการเคลื่อนที่ของของไหล ในด้านอื่นๆ ของฟิสิกส์ เช่นเดียวกับในกลศาสตร์ของไหล เรียกว่าการพาความร้อน การเคลื่อนไหวที่เรียบง่ายของเหลวไม่มีดอกเบี้ยว่าการถ่ายเทความร้อน

ในชีวิตจริง เราสามารถใช้แนวคิดเหล่านี้เพื่อทำความเข้าใจว่ากระติกน้ำร้อนรักษาอุณหภูมิของของเหลวที่เก็บไว้ได้อย่างไร ใครที่เคยทำแตกจะรู้ว่ากระจกทำมาจากกระจกสองชั้น การสะท้อนแสงทำหน้าที่ป้องกันความร้อนไม่ให้สูญเสียไปจากรังสี เนื่องจากรังสีอินฟราเรดจะสะท้อนบนพื้นผิวที่เป็นกระจกและไม่ทิ้งภาชนะไว้ ช่องว่างระหว่างกระจกสองชั้นอยู่ที่ความร้อนไม่ได้ถูกถ่ายเทโดยการนำความร้อน นั่นคือของ คุณภาพดีที่สุดมี "สุญญากาศ" หรืออากาศที่ความดันต่ำมาก

เรากล่าวว่าค่าการนำไฟฟ้าของก๊าซมีน้อย เนื่องจากโมเลกุลของก๊าซมีปฏิสัมพันธ์กันน้อยมาก ยิ่งมีโมเลกุลน้อยเท่าใด ปฏิสัมพันธ์ก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น หากได้สุญญากาศที่สมบูรณ์ การส่งผ่านสายไฟจะเป็นศูนย์ กระติกน้ำร้อนยังรักษาอุณหภูมิให้ต่ำกว่าอุณหภูมิแวดล้อม เช่นเดียวกับการนำและกระจกจะทำหน้าที่เพื่อไม่ให้รังสีอินฟราเรดที่มาจากร่างกายของเราดูดซึม

ความร้อนคือการถ่ายเทพลังงาน ในศาสตร์การทำอาหาร มันถูกใช้เพื่อเปลี่ยนอาหารทางเคมีและกายภาพ และทำให้ย่อย เคี้ยว เปลี่ยนรสชาติได้ง่ายขึ้น และปลอดภัยยิ่งขึ้น การถ่ายโอนพลังงานนี้มักจะทำให้อุณหภูมิขององค์ประกอบในระบบเท่ากันเสมอ ดังนั้นส่วนที่ร้อนจะถูกทำให้เย็นลงและส่วนที่เย็นจะถูกทำให้ร้อน ส่งผลให้อุณหภูมิของมันเท่ากัน

การถ่ายโอนพลังงานสามารถทำได้โดยกลไกที่แตกต่างกันสามแบบ การนำความร้อนมาจากการถ่ายโอนพลังงานจลน์ระหว่างโมเลกุล ความเร็วและประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับการนำความร้อนโดยตรง ซึ่งแตกต่างกันไปในแต่ละสาร ในห้องครัว ช่วงเวลานี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการเลือกวัสดุที่ใช้ทำหม้อและกระทะ และตะแกรงหรือตะแกรงที่เราจะใช้ วัสดุที่นำความร้อนได้ดีกว่าจะสามารถถ่ายเทความร้อนได้เร็วขึ้นและเป็นอาหารได้ดีขึ้น

ในบรรดาวัสดุทั่วไป หม้อทองแดงและอลูมิเนียมเป็นความร้อนที่เร็วที่สุด ในขณะที่เหล็กและเหล็กกล้าใช้เวลาในการเปลี่ยนอุณหภูมินานกว่าแต่คงความร้อนได้มากกว่า กลไกการถ่ายเทความร้อนนี้เป็นกลไกที่ผ่านการทดสอบเมื่อหม้อปรุงในหม้อที่มีน้ำหรือเผาในเตาอบ ในทั้งสองกรณี น้ำและอากาศจะหมุนเวียนภายในระบบตามลำดับ ทำให้อุณหภูมิเป็นเนื้อเดียวกัน