สรุป ความร้อน

02 Feb 2023

180

สำหรับการเรียนก่อสร้าง เด่วจะต้องเจอแน่ๆคือวิชาวิทยาศาสตร์ก่อสร้างและตกแต่งภายใน เจอ งานพลังงาน แรง โปรเจคไทล์ สมดุลแรง อนุรักษ์พลังงาน พอลิเมอร์ โมเมนตัม สารละลาย บลาๆ เยอะมากเยอะซะจนไม่ว่างมานั่งทำสรุปจนบทสุดท้าย คือความร้อนที่ได้มานั่งทำนอกนั้นเหรอ 555 หัวจะปวดเอาเป็นว่าอ่านเท่าที่เขียนไปละกันนะครับ นอกนั้นก็ช่วยเหลือตัวเองเอา

แต่ที่น้ำแข็งกลายเป็นน้ำ เรียกว่า การหลอมเหลว ซึ่งการหลอมเหลวจะเกิดขึ้นที่ อุณหภูมิ 0 °C
น้ำกลายเป็นไอน้ำ เรียกว่า การกลายเป็นไอ หรือว่า การเดือด อุณหภูมิที่ทำให้เกิดการเดือด เรียกว่า จุดเดือด ที่ อุณหภูมิ 100 °C

อุณหภูมิเปลี่ยน แต่สถานะไม่เปลี่ยน
ยกตัวอย่างเช่น มีน้ำอยู่แล้วตั้งไฟ หรือเพิ่มความร้อนให้น้ำจากน้ำ 8 °C น้ำก็ค่อยๆร้อนแต่ก็ไม่ถึงกับระเหยกลายเป็นไอน้ำ

คำนวณหา ความร้อนที่ทำให้อุณหภูมิเปลี่ยนไป ใช้ สูตร ΔQ = m*c*ΔT
คำนวณหา ความร้อนที่ทำให้สถานะเปลี่ยนไป ใช้ สูตร ΔQ = m*L
ความร้อนแฝงของการหลอมเหลวของน้ำ =80 cal/g
ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอของน้ำ =540 cal/g

ความจุความร้อน คืออะไร ?

ความจุความร้อน (heat capacity) สัญลักษณ์ที่ใช้ คือ “C” (C ใหญ่นะเด่วจะมี c เล็กมาอีกใจเย็นๆนะหนุ่ม) ความจุความร้อน คือ ปริมาณความร้อนที่ทำให้สารทั้งหมดที่กำลังพิจารณามีอุณหภูมิเปลี่ยนไปหนึ่งหน่วย ***ความจุความร้อนไม่ใช่สมบัติเฉพาะตัวสำหรับสารใดๆ***
อธิบายให้ฟัง
ยกตัวอย่าง เอาน้ำตั้งไฟไว้ทำให้น้ำร้อนขึ้น เช่น น้ำมีอุณหภูมิ 8 °C ให้มันขึ้นไปที่ 9 °C เท่ากับว่า อุณหภูมิเพิ่มขึ้น หรือร้อนขึ้น 1 °C นั่นแหละเขาเรียกว่า “ความจุความร้อน”

สูตร ความจุความร้อน

ΔQ คือ ปริมาณความร้อน หรือพลังงานความร้อน (มีหน่วยเป็น cal หรือ J)
C คือ ความจุความร้อน (cal /°C หรือ cal /K หรือ J/°C หรือ J/K)
Δt คือ อุณหภูมิที่เปลี่ยนไป (K)

ความจุความร้อนจำเพาะ คืออะไร ?

ปริมาณความร้อนที่พอดีทำให้วัตถุมวล 1 หน่วย มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นหรือลดลงจากเดิม1องศา มีหน่วยเป็นหน่วยปริมาณความร้อนต่อหน่วยมวลต่อหน่วยอุณหภูมิ เช่น แคลอรีต่อกรัมต่อองศาเซียลเซียสกิโลแคลอรีต่อกิโลกรัมต่อองศาเซลเซียสหรือจูลต่อกิดลกรัมต่อเคลวิน
อธิบายให้ฟัง
ยกตัวอย่าง เอาน้ำ 1 kg ตั้งไฟไว้ทำให้น้ำร้อนขึ้น เช่น น้ำมีอุณหภูมิ 8 °C ให้มันขึ้นไปที่ 9 °C เท่ากับว่า อุณหภูมิเพิ่มขึ้น หรือร้อนขึ้น 1 °C นั่นแหละเขาเรียกว่า “ความจุความร้อนจำเพาะ”

สูตร ความจุความร้อนจำเพาะ

ΔQ คือ ปริมาณความร้อน หรือพลังงานความร้อน (มีหน่วยเป็น cal หรือ J)
C คือ ความจุความร้อน (cal /°C หรือ cal /K หรือ J/°C หรือ J/K)
c คือ ความจุความร้อนจำเพาะ (cal/kg°C หรือ cal/kgK หรือ J/kg°C หรือ J/kgK)
m คือ มวลของวัตถุ (g หรือ kg)
Δt คือ อุณหภูมิที่เปลี่ยนไป (K)

ความจุความร้อน กับ ความจุความร้อนจำเพาะ ต่างกันยังไง ?

ต่างกันตรงไฮไลต์สีแดงให้ดูนั่นแหละ คือ ความจุความร้อน ไม่ต้องมีมวล ส่วน ความจุความร้อนจำเพาะมันมีมวลเพิ่มขึ้นเท่านั้นแหละ ปวดหัวจังตอนเรียนเนี่ยะ !

ความร้อนแฝง คืออะไร ?

ความร้อนแฝงหมายถึง พลังงานความร้อน ที่ทำให้วัตถุเปลี่ยนสถานะ โดยที่อุณหภูมิคงที่ หรือ ความร้อนที่ทำให้สถานะเปลี่ยน แต่อุณหภูมิไม่เปลี่ยน (latent heat) เรียกว่า “ความร้อนแฝง”
อธิบายให้ฟัง
ยกตัวอย่างเช่น มีน้ำอยู่แล้วตั้งไฟ อุหภูมิ 100 °C แล้วน้ำระเหยกลายเป็นไอ นั่นแหละครับคือมันเปลี่ยนสถานะจากเป็นน้ำอยู่ดีๆไปพบกับความร้อนจนมันกลายเป็นไอน้ำนั่นแหละ เขาเรียกกันว่า “ความร้อนแฝง”

ความร้อนแฝงจำเพาะ คืออะไร ?

ความร้อนแฝงจำเพาะ (อังกฤษ: Specific Latent Heat, ย่อ: L) หมายถึง ปริมาณความร้อนที่ทำให้วัตถุมวล 1 หน่วย เปลี่ยนสถานะให้หมดพอดี โดยอุณหภูมิไม่เปลี่ยน
อธิบายให้ฟัง
ยกตัวอย่างเช่น มีน้ำอยู่แล้วตั้งไฟ อุหภูมิ 100 °C แล้วน้ำระเหยกลายเป็นไอจนหมด

สูตร ความร้อนแฝงจำเพาะ-01

1. จงหาอุณหภูมิ ณ จุดเยือกแข็งของน้ำ ในหน่วยเคลวิน และฟาเรนไฮต์
เควิน Kelvin scale.
K = °C + 273.15
K = 0 + 273.15 = 273.15 K

ฟาเรนไฮต์
°F = (°C * 9/5) + 32
°F = (0 * 9/5) + 32 = 32 °F

2. นำน้ำ 200 g ใส่ถ้วยแก้วมวล 300 g ไปแช่ตู้เย็นเพื่อทำให้อุณหภูมิทั้งน้ำและแก้วลดลงจาก 45 °C เป็น 2 °C จงหาค่าปริมาณความร้อนที่ตู้เย็นต้องดังออกจากน้ำ (c แก้ว =0.2 cal/g. °C)
วิธีทำ
ΔQ= mcΔT
=200*0.2*(-43)
=-1720 cal

3. ต้องเติมนมที่มีอุณหภูมิ 5 °C ลงในกาแฟที่มีอุณหภูมิ 98 °C มวล 200 g เท่าใดจึงจะทำให้อุณหภูมิ ณ สมดุลความร้อนเป็น 80 °C (ให้ c น้ำ,นม,กาแฟ =1 cal/g °C)
วิธีทำ

4. ใส่อะลูมิเนียมอุณหภูมิ 200 °C มวล 150 g ลงในแคลอริมิเตอร์ที่มีน้ำอุณหภูมิ 20 °C จำนวน 1.2 kg มีอุณหภูมิผสม ณ สมดุลความร้อนเป็นเท่าไร (ให้ Cai=900 J/kg.K, C น้ำ=4186 J/kg.K)
วิธีทำ

5. หม้อที่ทำจากอะลูมิเนียมหนา 0.5 cm และมีพื้นที่ผิวทั้งหมด 0.15 m^2 ถ้าอุณหภูมิเปลวไฟจากด้านนอกเป็น 250 °C ส่วนภายในหม้ออะลูมิเนียมเริ่มต้นเป็น 25 °C จะมีอัตราส่งผ่านความร้อนเป็นเท่าไร (Kai =237 W/m.s)
วิธีทำ

6.หม้อน้ำรถยนต์ใช้น้ำมันเป็นตัวกลางในการพาความร้อนแบบอิสระ มีท่อเล็กๆจำนวนมากหน้าตัด 6*10^-5 m^2 เมื่อน้ำไหลอย่างอิสระด้วยอัตราเร็ว 1.2 m/s จะมีสัมประสิทธิ์การพาความร้อนเป็น 80 W/m^2.K ถ้าอุณหภูมิเริ่มต้นของน้ำใน่ทอเป็ฯ 20 °C และอุณหภูมิเครื่องยนต์เป็น 140°C จงหาอัตราการส่งผ่านความร้อน
วิธีทำ
7. รางรถไฟทำงานเหล็กยาวท่อนละ 50 m ในวันที่อุณหภูมิเปลี่ยนจาก 16 °C เป็น 42°C จะมีการขยายตัวเชิงเส้นเป็นเท่าไร (a เหล็=1.2*10^5)
วิธีทำ

แบ่งปันกัน เราอยู่กันไม่เกิน 100 ปีหรอกครับ
สุดท้ายก็ทิ้งไว้ที่โลก จะคงเหลือไว้แต่คุณงามความดีที่ให้ระลึกถึงกันครับ