ในบทนี้ เราจะได้เรียนรู้วิธีคำนวณปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการทำความร้อนให้กับร่างกายหรือที่ร่างกายปล่อยออกมาเมื่อเย็นตัวลง โดยเราจะสรุปความรู้ที่ได้รับในบทเรียนก่อนหน้า

นอกจากนี้ เราจะเรียนรู้โดยใช้สูตรสำหรับปริมาณความร้อนเพื่อแสดงปริมาณที่เหลือจากสูตรนี้และคำนวณโดยรู้ปริมาณอื่น ๆ ตัวอย่างของปัญหาพร้อมวิธีแก้ปัญหาการคำนวณปริมาณความร้อนจะได้รับการพิจารณาด้วย

บทเรียนนี้มีไว้เพื่อการคำนวณปริมาณความร้อนเมื่อร่างกายได้รับความร้อนหรือปล่อยออกมาเมื่อเย็นลง

ความสามารถในการคำนวณปริมาณความร้อนที่ต้องการเป็นสิ่งสำคัญมาก อาจจำเป็น เช่น เมื่อคำนวณปริมาณความร้อนที่ต้องให้น้ำเพื่อให้ความร้อนแก่ห้อง

ข้าว. 1. ปริมาณความร้อนที่ต้องให้น้ำเพื่อให้ความร้อนแก่ห้อง

หรือคำนวณปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาเมื่อเชื้อเพลิงถูกเผาไหม้ในเครื่องยนต์ต่างๆ:

ข้าว. 2. ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาเมื่อเชื้อเพลิงถูกเผาไหม้ในเครื่องยนต์

ตัวอย่างเช่น ความรู้นี้ยังจำเป็นต้องมีเพื่อกำหนดปริมาณความร้อนที่ดวงอาทิตย์ปล่อยออกมาและตกลงมายังโลก:

ข้าว. 3. ปริมาณความร้อนที่ดวงอาทิตย์ปล่อยออกมาและตกลงมายังโลก

ในการคำนวณปริมาณความร้อน คุณต้องรู้สามสิ่ง (รูปที่ 4):

• น้ำหนักตัว (ซึ่งโดยปกติสามารถวัดได้โดยใช้มาตราส่วน)
• ความแตกต่างของอุณหภูมิที่ร่างกายต้องได้รับความร้อนหรือเย็น (โดยปกติจะวัดโดยใช้เทอร์โมมิเตอร์)
• ความจุความร้อนจำเพาะของร่างกาย (ซึ่งสามารถกำหนดได้จากตาราง)

ข้าว. 4. สิ่งที่คุณต้องรู้เพื่อพิจารณา

สูตรคำนวณปริมาณความร้อนมีลักษณะดังนี้:

ปริมาณต่อไปนี้ปรากฏในสูตรนี้:

ปริมาณความร้อนที่วัดได้เป็นจูล (J);

ความจุความร้อนจำเพาะของสารวัดเป็น ;

- ความแตกต่างของอุณหภูมิวัดเป็นองศาเซลเซียส ()

ลองพิจารณาปัญหาในการคำนวณปริมาณความร้อน

งาน

แก้วทองแดงที่มีมวลเป็นกรัมประกอบด้วยน้ำซึ่งมีปริมาตรเป็นลิตรที่อุณหภูมิหนึ่ง ต้องถ่ายเทความร้อนไปยังแก้วน้ำเท่าใดจึงจะมีอุณหภูมิเท่ากับ ?

ข้าว. 5. ภาพประกอบสภาพปัญหา

ก่อนอื่นเราเขียนเงื่อนไขสั้น ๆ ( ที่ให้ไว้) และแปลงปริมาณทั้งหมดเป็นระบบสากล (SI)

สารละลาย:

ขั้นแรก พิจารณาว่าเราต้องมีปริมาณอื่นอีกเท่าใดในการแก้ปัญหานี้ เมื่อใช้ตารางความจุความร้อนจำเพาะ (ตารางที่ 1) เราจะพบ (ความจุความร้อนจำเพาะของทองแดง เนื่องจากโดยเงื่อนไขแก้วคือทองแดง) (ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำ เนื่องจากโดยเงื่อนไขจะมีน้ำอยู่ในแก้ว) นอกจากนี้ เรารู้ว่าในการคำนวณปริมาณความร้อน เราต้องใช้มวลน้ำ ตามเงื่อนไขเราจะได้เฉพาะปริมาตรเท่านั้น ดังนั้นจากตารางเราจึงหาความหนาแน่นของน้ำ: (ตารางที่ 2)

โต๊ะ 1. ความจุความร้อนจำเพาะของสารบางชนิด

โต๊ะ 2. ความหนาแน่นของของเหลวบางชนิด

ตอนนี้เรามีทุกสิ่งที่จำเป็นในการแก้ปัญหานี้แล้ว

โปรดทราบว่าปริมาณความร้อนสุดท้ายจะประกอบด้วยผลรวมของปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการทำความร้อนกระจกทองแดงและปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการทำความร้อนน้ำในกระจก:

ก่อนอื่นมาคำนวณปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการทำความร้อนแก้วทองแดง:

ก่อนที่จะคำนวณปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการทำความร้อนน้ำ ให้คำนวณมวลของน้ำโดยใช้สูตรที่เราคุ้นเคยตั้งแต่เกรด 7:

ตอนนี้เราสามารถคำนวณได้:

จากนั้นเราสามารถคำนวณ:

มาจำกันว่ากิโลจูลหมายถึงอะไร คำนำหน้า "กิโล" แปลว่า .

คำตอบ:.

เพื่อความสะดวกในการแก้ปัญหาการค้นหาปริมาณความร้อน (ที่เรียกว่าปัญหาโดยตรง) และปริมาณที่เกี่ยวข้องกับแนวคิดนี้ คุณสามารถใช้ตารางต่อไปนี้

กระบวนการถ่ายโอนพลังงานจากร่างกายหนึ่งไปยังอีกร่างกายหนึ่งโดยไม่ต้องทำงานเรียกว่า การแลกเปลี่ยนความร้อนหรือ การถ่ายเทความร้อน- การแลกเปลี่ยนความร้อนเกิดขึ้นระหว่างวัตถุที่มีอุณหภูมิต่างกัน เมื่อมีการสัมผัสกันระหว่างวัตถุที่มีอุณหภูมิต่างกัน พลังงานภายในส่วนหนึ่งจะถูกถ่ายโอนจากร่างกายที่มีอุณหภูมิสูงกว่าไปยังร่างกายที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า เรียกว่าพลังงานที่ถ่ายโอนไปยังร่างกายอันเป็นผลมาจากการแลกเปลี่ยนความร้อน ปริมาณความร้อน.

ความจุความร้อนจำเพาะของสาร:

หากกระบวนการถ่ายเทความร้อนไม่ได้มาพร้อมกับงานตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ปริมาณความร้อนจะเท่ากับการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของร่างกาย: .

พลังงานเฉลี่ยของการเคลื่อนที่เชิงแปลแบบสุ่มของโมเลกุลเป็นสัดส่วนกับอุณหภูมิสัมบูรณ์ การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของร่างกายเท่ากับผลรวมพีชคณิตของการเปลี่ยนแปลงพลังงานของอะตอมหรือโมเลกุลทั้งหมดซึ่งจำนวนนั้นเป็นสัดส่วนกับมวลของร่างกายดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในดังนั้น ปริมาณความร้อนแปรผันตามมวลและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ:

ปัจจัยสัดส่วนในสมการนี้เรียกว่า ความจุความร้อนจำเพาะของสาร- ความจุความร้อนจำเพาะแสดงปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการทำให้สาร 1 กิโลกรัมร้อนขึ้น 1 เคลวิน

ทำงานในอุณหพลศาสตร์:

ในกลศาสตร์ งานหมายถึงผลคูณของโมดูลัสของแรงและการกระจัด และโคไซน์ของมุมระหว่างสิ่งเหล่านั้น งานจะเสร็จเมื่อมีแรงกระทำต่อวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่และเท่ากับการเปลี่ยนแปลงพลังงานจลน์ของมัน

ในอุณหพลศาสตร์ การเคลื่อนไหวของร่างกายโดยรวมไม่ได้รับการพิจารณา เรากำลังพูดถึงการเคลื่อนไหวของส่วนต่างๆ ของร่างกายขนาดมหภาคที่สัมพันธ์กัน เป็นผลให้ปริมาตรของร่างกายเปลี่ยนไป แต่ความเร็วยังคงเท่ากับศูนย์ งานในอุณหพลศาสตร์ถูกกำหนดในลักษณะเดียวกับในกลศาสตร์ แต่เท่ากับการเปลี่ยนแปลงไม่ใช่ในพลังงานจลน์ของร่างกาย แต่ในพลังงานภายใน

เมื่อทำงาน (การบีบอัดหรือการขยายตัว) พลังงานภายในของก๊าซจะเปลี่ยนไป เหตุผลนี้คือ: ในระหว่างการชนแบบยืดหยุ่นของโมเลกุลก๊าซกับลูกสูบที่กำลังเคลื่อนที่พลังงานจลน์ของพวกมันจะเปลี่ยนไป

ให้เราคำนวณงานที่ทำโดยแก๊สระหว่างการขยายตัว ก๊าซกระทำต่อลูกสูบด้วยแรง
, ที่ไหน - แรงดันแก๊ส และ - พื้นที่ผิว ลูกสูบ เมื่อก๊าซขยายตัว ลูกสูบจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางของแรง ระยะทางสั้น ๆ
- หากระยะห่างน้อยก็ถือว่าแรงดันแก๊สคงที่ งานที่ทำโดยแก๊สคือ:

ที่ไหน
- การเปลี่ยนแปลงปริมาณก๊าซ

ในกระบวนการขยายตัวของแก๊ส มันจะทำงานในเชิงบวก เนื่องจากทิศทางของแรงและการกระจัดตรงกัน ในระหว่างกระบวนการขยายตัว ก๊าซจะปล่อยพลังงานไปยังวัตถุที่อยู่รอบๆ

งานที่ทำโดยวัตถุภายนอกบนแก๊สนั้นแตกต่างจากงานที่ทำโดยแก๊สเพียงในเครื่องหมายเท่านั้น
เนื่องจากมีความเข้มแข็ง การกระทำกับแก๊สนั้นตรงกันข้ามกับแรง โดยที่ก๊าซกระทำต่อลูกสูบและมีค่าเท่ากับแก๊สในโมดูลัส (กฎข้อที่สามของนิวตัน) แต่การเคลื่อนไหวยังคงเหมือนเดิม ดังนั้นการทำงานของแรงภายนอกจึงเท่ากับ:

.

กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์:

กฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์คือกฎการอนุรักษ์พลังงาน ขยายไปถึงปรากฏการณ์ทางความร้อน กฎการอนุรักษ์พลังงาน: พลังงานในธรรมชาติไม่ได้เกิดขึ้นจากความว่างเปล่าและไม่หายไป ปริมาณพลังงานไม่เปลี่ยนแปลง เพียงแต่ส่งผ่านจากรูปแบบหนึ่งไปยังอีกรูปแบบหนึ่งเท่านั้น

อุณหพลศาสตร์พิจารณาวัตถุที่มีจุดศูนย์ถ่วงแทบไม่เปลี่ยนแปลง พลังงานกลของวัตถุดังกล่าวยังคงที่ และมีเพียงพลังงานภายในเท่านั้นที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้

พลังงานภายในสามารถเปลี่ยนแปลงได้สองวิธี: การถ่ายเทความร้อนและการทำงาน ในกรณีทั่วไป พลังงานภายในเปลี่ยนแปลงทั้งจากการถ่ายเทความร้อนและจากงานที่ทำเสร็จ กฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ได้รับการกำหนดไว้อย่างแม่นยำสำหรับกรณีทั่วไปดังกล่าว:

การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของระบบระหว่างการเปลี่ยนจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่งจะเท่ากับผลรวมของการทำงานของแรงภายนอกและปริมาณความร้อนที่ถ่ายโอนไปยังระบบ:

หากระบบถูกแยกออก ก็แสดงว่าไม่มีงานใดเกิดขึ้นและจะไม่แลกเปลี่ยนความร้อนกับวัตถุโดยรอบ ตามกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ พลังงานภายในของระบบแยกยังคงไม่เปลี่ยนแปลง.

เมื่อพิจารณาแล้วว่า
กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์สามารถเขียนได้ดังนี้:

ปริมาณความร้อนที่ถ่ายโอนไปยังระบบจะเปลี่ยนพลังงานภายในและเพื่อดำเนินการกับวัตถุภายนอกโดยระบบ.

กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์: เป็นไปไม่ได้ที่จะถ่ายเทความร้อนจากระบบที่เย็นกว่าไปยังระบบที่ร้อนกว่า หากไม่มีการเปลี่ยนแปลงอื่นๆ พร้อมกันในทั้งสองระบบหรือในร่างกายโดยรอบ

(หรือการถ่ายเทความร้อน)

ความจุความร้อนจำเพาะของสาร

ความจุความร้อน- คือปริมาณความร้อนที่ร่างกายดูดซับเมื่อถูกความร้อน 1 องศา

ความจุความร้อนของร่างกายระบุด้วยอักษรละตินตัวพิมพ์ใหญ่ กับ.

ความจุความร้อนของร่างกายขึ้นอยู่กับอะไร? ก่อนอื่นจากมวลของมัน เห็นได้ชัดว่าการให้ความร้อน เช่น น้ำ 1 กิโลกรัม จะต้องใช้ความร้อนมากกว่าการให้ความร้อน 200 กรัม

แล้วชนิดของสารล่ะ? มาทำการทดลองกัน ลองใช้ภาชนะที่เหมือนกันสองใบแล้วเทน้ำที่มีน้ำหนัก 400 กรัมลงในหนึ่งในนั้นและอีกอันใส่น้ำมันพืชที่มีน้ำหนัก 400 กรัมเราจะเริ่มให้ความร้อนโดยใช้หัวเผาที่เหมือนกัน เมื่อสังเกตค่าเทอร์โมมิเตอร์เราจะเห็นว่าน้ำมันร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว หากต้องการให้น้ำร้อนและน้ำมันมีอุณหภูมิเท่ากัน น้ำจะต้องได้รับความร้อนนานขึ้น แต่ยิ่งเราให้น้ำร้อนนานเท่าไรก็ยิ่งได้รับความร้อนจากเตามากขึ้นเท่านั้น

ดังนั้นการให้ความร้อนแก่สารต่างชนิดที่มีมวลเท่ากันด้วยอุณหภูมิเดียวกันจึงต้องใช้ความร้อนในปริมาณที่ต่างกัน ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการให้ความร้อนแก่ร่างกาย ดังนั้น ความจุความร้อนของมันจึงขึ้นอยู่กับชนิดของสารที่ร่างกายประกอบขึ้น

ตัวอย่างเช่น ในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำที่มีน้ำหนัก 1 กิโลกรัมขึ้น 1°C ต้องใช้ปริมาณความร้อนเท่ากับ 4,200 จูล และเพื่อให้น้ำมันดอกทานตะวันมีมวลเท่ากันเพิ่มขึ้น 1°C ปริมาณความร้อนเท่ากับ ต้องใช้ 1700 เจ

ปริมาณทางกายภาพที่แสดงปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการทำให้สาร 1 กิโลกรัมร้อนขึ้น 1 ºС เรียกว่า ความจุความร้อนจำเพาะของสารนี้

สารแต่ละชนิดมีความจุความร้อนจำเพาะของตัวเอง ซึ่งแสดงด้วยตัวอักษรละติน c และมีหน่วยวัดเป็นจูลต่อกิโลกรัม (J/(kg °C))

ความจุความร้อนจำเพาะของสารเดียวกันในสถานะการรวมกลุ่มที่แตกต่างกัน (ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ) จะแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำคือ 4200 J/(kg °C) และความจุความร้อนจำเพาะของน้ำแข็งคือ 2100 J/(kg °C) อลูมิเนียมในสถานะของแข็งมีความจุความร้อนจำเพาะ 920 J/(kg - °C) และในสถานะของเหลว - 1,080 J/(kg - °C)

โปรดทราบว่าน้ำมีความจุความร้อนจำเพาะสูงมาก ดังนั้นน้ำในทะเลและมหาสมุทรที่ร้อนขึ้นในฤดูร้อนจึงดูดซับความร้อนจำนวนมากจากอากาศ ด้วยเหตุนี้ ในสถานที่ที่อยู่ใกล้แหล่งน้ำขนาดใหญ่ ฤดูร้อนจึงไม่ร้อนเท่ากับในสถานที่ห่างไกลจากน้ำ

การคำนวณปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการทำความร้อนให้กับร่างกายหรือที่ร่างกายปล่อยออกมาระหว่างการทำความเย็น

จากที่กล่าวมาข้างต้น เป็นที่ชัดเจนว่าปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการให้ความร้อนแก่ร่างกายขึ้นอยู่กับชนิดของสารที่ร่างกายประกอบด้วย (เช่น ความจุความร้อนจำเพาะของสารนั้น) และมวลของร่างกาย เป็นที่ชัดเจนว่าปริมาณความร้อนขึ้นอยู่กับว่าเราจะเพิ่มอุณหภูมิของร่างกายกี่องศา

ดังนั้น เพื่อกำหนดปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการทำความร้อนให้กับร่างกายหรือที่ร่างกายปล่อยออกมาในระหว่างการทำความเย็น คุณจะต้องคูณความจุความร้อนจำเพาะของร่างกายด้วยมวลของมัน และด้วยความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิสุดท้ายและอุณหภูมิเริ่มต้น:

ถาม = ซม (ที 2 - ที 1 ) ,

ที่ไหน ถาม- ปริมาณความร้อน ค— ความจุความร้อนจำเพาะ ม- น้ำหนักตัว ที 1 — อุณหภูมิเริ่มต้น ที 2 — อุณหภูมิสุดท้าย

เมื่อร่างกายเกิดความร้อนขึ้น เสื้อ 2 > ที 1 และด้วยเหตุนี้ ถาม > 0 - เมื่อร่างกายเย็นลง ที 2 ไอ< ที 1 และด้วยเหตุนี้ ถาม< 0 .

หากทราบความจุความร้อนของร่างกายทั้งหมด กับ, ถามกำหนดโดยสูตร:

ถาม = C (เสื้อ 2 - ที 1 ) .

หากต้องการเรียนรู้วิธีคำนวณปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการทำให้ร่างกายร้อน ให้เราพิจารณาว่าความร้อนนั้นขึ้นอยู่กับปริมาณเท่าใดก่อน

จากย่อหน้าก่อนหน้านี้ เราทราบแล้วว่าปริมาณความร้อนนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของสารที่ร่างกายประกอบด้วย (เช่น ความจุความร้อนจำเพาะ):

Q ขึ้นอยู่กับค

แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด

หากเราต้องการต้มน้ำในกาต้มน้ำให้ร้อนเพียงอย่างเดียวเราจะไม่ให้ร้อนนาน และเพื่อให้น้ำร้อนเราจะทำให้ร้อนนานขึ้น แต่ยิ่งกาต้มน้ำสัมผัสกับเครื่องทำความร้อนนานเท่าไรก็ยิ่งได้รับความร้อนมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้น ยิ่งอุณหภูมิของร่างกายเปลี่ยนแปลงมากเมื่อถูกความร้อน ปริมาณความร้อนที่ต้องถ่ายโอนไปก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ปล่อยให้อุณหภูมิเริ่มต้นของร่างกายเริ่มต้น และอุณหภูมิสุดท้ายมีแนวโน้ม จากนั้นการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของร่างกายจะแสดงออกมาตามความแตกต่าง

Δt = t สิ้นสุด – t เริ่มต้น

และปริมาณความร้อนจะขึ้นอยู่กับค่านี้:

Q ขึ้นอยู่กับ Δt

สุดท้ายนี้ ทุกคนรู้ดีว่าการให้ความร้อนกับน้ำ 2 กิโลกรัมต้องใช้เวลามากกว่า (และด้วยเหตุนี้ ความร้อนจึงมากกว่า) มากกว่าการให้ความร้อนกับน้ำ 1 กิโลกรัม ซึ่งหมายความว่าปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการทำความร้อนให้กับร่างกายจะขึ้นอยู่กับมวลของร่างกายนั้น:

Q ขึ้นอยู่กับม.

ดังนั้น ในการคำนวณปริมาณความร้อน คุณจำเป็นต้องทราบความจุความร้อนจำเพาะของสารที่ใช้สร้างวัตถุ มวลของวัตถุนี้ และความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิสุดท้ายและอุณหภูมิเริ่มต้น

ตัวอย่างเช่น คุณต้องพิจารณาว่าต้องใช้ความร้อนเท่าใดในการทำความร้อนชิ้นส่วนเหล็กที่มีน้ำหนัก 5 กิโลกรัม โดยมีอุณหภูมิเริ่มต้นคือ 20 °C และอุณหภูมิสุดท้ายควรเท่ากับ 620 °C

จากตารางที่ 8 เราพบว่าความจุความร้อนจำเพาะของเหล็กคือ c = 460 J/(kg*°C) ซึ่งหมายความว่าการอุ่นเหล็ก 1 กิโลกรัมขึ้น 1 °C ต้องใช้ความร้อน 460 จูล

ในการอุ่นเหล็ก 5 กิโลกรัมขึ้น 1 °C จะต้องใช้ความร้อนเพิ่มขึ้น 5 เท่า เช่น 460 J * 5 = 2300 J

ในการทำความร้อนเตารีดไม่ใช่ 1 °C แต่โดย Δt = 600 °C จะต้องใช้ปริมาณความร้อนเพิ่มขึ้นอีก 600 เท่า เช่น 2300 J * 600 = 1,380,000 J ปริมาณความร้อนที่เท่ากัน (โมดูโล) จะถูกปล่อยออกมาและ เมื่อเหล็กเย็นตัวลงจาก 620 ถึง 20 °C

ดังนั้น, ในการหาปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการทำความร้อนให้กับร่างกายหรือที่ร่างกายปล่อยออกมาในระหว่างการทำความเย็น คุณจะต้องคูณความจุความร้อนจำเพาะของร่างกายด้วยมวลของมัน และด้วยผลต่างระหว่างอุณหภูมิสุดท้ายและอุณหภูมิเริ่มต้น:

เมื่อร่างกายได้รับความร้อน tcon > tstart และ Q > 0 เมื่อร่างกายเย็นลง tcon< t нач и, следовательно, Q < 0.

1. ยกตัวอย่างที่แสดงว่าปริมาณความร้อนที่ร่างกายได้รับเมื่อถูกความร้อนนั้นขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของมวลและอุณหภูมิ 2. สูตรใดที่ใช้ในการคำนวณปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการทำความร้อนให้กับร่างกายหรือปล่อยออกมาเมื่อทำความเย็น?

อะไรจะร้อนเร็วขึ้นบนเตา - กาต้มน้ำหรือถังน้ำ? คำตอบนั้นชัดเจน - กาน้ำชา แล้วคำถามที่สองคือทำไม?

คำตอบก็ชัดเจนไม่น้อย - เนื่องจากมวลน้ำในกาต้มน้ำมีน้อยกว่า ยอดเยี่ยม. และตอนนี้คุณสามารถสัมผัสประสบการณ์ทางกายภาพที่แท้จริงได้ด้วยตัวเองที่บ้านแล้ว ในการทำเช่นนี้คุณจะต้องมีกระทะขนาดเล็กสองใบที่เหมือนกันน้ำและน้ำมันพืชในปริมาณเท่ากันเช่นอย่างละครึ่งลิตรและเตา วางกระทะที่มีน้ำมันและน้ำบนไฟร้อนเดียวกัน ตอนนี้แค่ดูว่าอะไรจะร้อนขึ้นเร็วขึ้น หากคุณมีเทอร์โมมิเตอร์สำหรับของเหลว ก็สามารถใช้ได้ หากไม่มี ก็แค่ทดสอบอุณหภูมิด้วยนิ้วเป็นครั้งคราว แต่ระวังอย่าให้ถูกไฟไหม้ ไม่ว่าในกรณีใดคุณจะเห็นว่าน้ำมันร้อนเร็วกว่าน้ำมาก และอีกหนึ่งคำถามที่สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในรูปแบบของประสบการณ์ได้เช่นกัน อะไรจะเดือดเร็วกว่า - น้ำอุ่นหรือน้ำเย็น? ทุกอย่างชัดเจนอีกครั้ง - อันอบอุ่นจะเป็นคนแรกที่เส้นชัย เหตุใดจึงมีคำถามและการทดลองแปลกๆ เหล่านี้? เพื่อกำหนดปริมาณทางกายภาพที่เรียกว่า “ปริมาณความร้อน”

ปริมาณความร้อน

ปริมาณความร้อนคือพลังงานที่ร่างกายสูญเสียหรือได้รับระหว่างการถ่ายเทความร้อน นี่ชัดเจนจากชื่อ เมื่อเย็นลง ร่างกายจะสูญเสียความร้อนจำนวนหนึ่ง และเมื่อได้รับความร้อนก็จะดูดซับไว้ และคำตอบสำหรับคำถามของเราก็แสดงให้เราเห็น ปริมาณความร้อนขึ้นอยู่กับอะไร?ประการแรก ยิ่งมวลของร่างกายมากขึ้น ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการเปลี่ยนอุณหภูมิก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ประการที่สอง ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการให้ความร้อนแก่ร่างกายขึ้นอยู่กับสารที่ร่างกายประกอบด้วย ซึ่งก็คือ ประเภทของสาร และประการที่สาม ความแตกต่างของอุณหภูมิร่างกายก่อนและหลังการถ่ายเทความร้อนก็มีความสำคัญต่อการคำนวณของเราเช่นกัน จากข้อมูลข้างต้นเราทำได้ กำหนดปริมาณความร้อนโดยใช้สูตร:

Q=ซม.(t_2-t_1) ,

โดยที่ Q คือปริมาณความร้อน
ม. - น้ำหนักตัว
(t_2-t_1) - ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิร่างกายเริ่มต้นและสุดท้าย
c คือความจุความร้อนจำเพาะของสารซึ่งได้จากตารางที่เกี่ยวข้อง

เมื่อใช้สูตรนี้ คุณสามารถคำนวณปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการทำความร้อนให้กับร่างกายหรือที่ร่างกายนี้จะปล่อยออกมาเมื่อเย็นตัวลง

ปริมาณความร้อนวัดเป็นจูล (1 J) เช่นเดียวกับพลังงานประเภทอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ค่านี้ถูกนำมาใช้เมื่อไม่นานมานี้ และผู้คนเริ่มวัดปริมาณความร้อนเร็วขึ้นมาก และพวกเขาใช้หน่วยที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในยุคของเรา - แคลอรี่ (1 แคลอรี่) 1 แคลอรี่คือปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการทำให้น้ำ 1 กรัมร้อนขึ้น 1 องศาเซลเซียส จากข้อมูลเหล่านี้ ผู้ที่ชื่นชอบการนับแคลอรี่ในอาหารที่รับประทานสามารถคำนวณปริมาณน้ำที่สามารถต้มกับพลังงานที่พวกเขาบริโภคพร้อมกับอาหารในระหว่างวันได้เพื่อความสนุกสนาน