ความร้อนในทางฟิสิกส์ (1)

                                                                                                        ความร้อน

อุณหภูมิ คือระดับความร้อน หรือเป็นตัวบอกระดับความร้อนใช้ในการเปรียบเทียบว่าสิ่งไหนร้อนกว่ากัน วัตถุจะถ่ายเทความร้อนจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงไปสู่บริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำจนกระทั่งจะหยุดถ่ายเทความร้อนเมื่ออุณหภูมิเท่ากัน

                         

เครื่องมือที่เราใช้วัดอุณหภูมินั้นเราเรียกว่าเทอร์มอมิเตอร์ ซึ่งอุณหภูมิที่ใช้แบ่งสเกลโดยทั่วไปนั้นคือ     

            1.) จุดเยือกแข็ง เราใช้จุดเยือกแข็งของน้ำบริสุทธิ์ที่ความดัน 1 บรรยากาศ

                2.) จุดเดือด เราใช้จุดเดือดของน้ำบริสุทธิ์ที่ความดัน 1 บรรยากาศเช่นเดียวกัน

ดังนั้นเราจึงสามารถแบ่งจุดเยือกแข็งและจุดเดือดของเทอร์มอมิเตอร์ออกเป็น องศาเซลเซียส, เคลวิน และฟาร์เรนไฮต์ดังรูป และหลักการแปลงอุณหภูมิระหว่างเทอมอมิเตอร์แบบต่างๆ เราสามารถใช้ความสัมพันธ์

                         X คืออุณหภูมิที่อ่านได้จากเทอร์มอมิเตอร์ใดๆ

                                FP คือ จุดเยือกแข็ง (Freezing point)

                        BP คือ จุดเดือด (Boiling point)

                        C คืออุณหภูมิที่อ่านได้จากเทอร์มอมิเตอร์แบบองศาเซลเซียส

                                F คืออุณหภูมิที่อ่านได้จากเทอร์มอมิเตอร์แบบฟาร์เรนไฮต์

                                K คืออุณหภูมิที่อ่านได้จากเทอร์มอมิเตอร์แบบเคลวิน

                        R คืออุณหภูมิที่อ่านได้จากเทอร์มอมิเตอร์แบบโรเมอร์

ผลของความร้อนที่มีต่อสสาร

v เมื่อสสารได้รับความร้อนอุณหภูมิก็จะเพิ่มขึ้น

v เมื่อได้รับความร้อนสสารจะเกิดการขยายตัว ไม่ว่าจะเป็นของแข็ง ของเหลว หรือแก๊ส ในตัวนำไฟฟ้าค่าความต้านทานจะเปลี่ยนเมื่อสสารได้รับความร้อน ส่วนในก๊าซจะมีความดันเพิ่มขึ้น เมื่อเรารักษาปริมาตรให้คงที่

v เมื่อได้รับความร้อนสสารจะเปลี่ยนสถานะเพราะพลังงายภายในเพิ่มขึ้น จะทำให้โมเลกุลเกิดการสั่นจนกระทั่งแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล ไม่สามารถยึดโมเลกุลเอาไว้ได้

การถ่ายโอนความร้อน

v การนำความร้อน(เกิดในของแข็ง) เกิดจากความร้อนทำให้โมเลกุลของตัวกลางสั่น ดังนั้นตัวกลางที่ความร้อนเคลื่อนผ่านจะไม่เคลื่อนที่ไปด้วย ความร้อนถ่ายโอนจากบริเวณอุณหภูมิต่ำไปสู่บริแวณที่มีอุณหภูมิสูง และจะเข้าสู่สมดุลความร้อนเมื่ออุณหภูมิ 2 บริเวณเท่ากัน เช่น การนำความร้อนในลวดทองแดง

v การพาความร้อน(เกิดในของเหลวและแก๊ส)  เป็นการถ่ายโอนความร้อนที่ตัวกลางและความร้อนเคลื่อนที่ไปด้วยกัน การถ่ายโอนความร้อนแบบนี้ความร้อนจะไหลผ่านได้เร็วกว่าการนำความร้อน ยกตัวอย่างเช่น การต้มน้ำในกา น้ำที่ร้อนก้นกาจะพาความร้อนขึ้นมาด้านบน เพื่อคายความร้อนแล้ววนกลับลงไปเพื่อรับความร้อนอีกครั้ง

v การแผ่รังสี (ไม่อาศัยตัวกลาง) เป็นการถ่ายโอนความร้อนที่เกิดจากการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า หรืออยู่ในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นการแผ่รังสีความร้อนจากดวงอาทิตย์ หรือแสง