กระบวนการกระจายความร้อน การศึกษาการแพร่กระจายความร้อน

คุยกันตามหัวข้อ ความร้อน มันยังคงสร้างความสับสนสำหรับบางคน ในทางเทอร์โมวิทยา ความร้อนเชื่อมโยงกับการถ่ายเทพลังงานความร้อนจากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงกว่าไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า กล่าวคือ ความร้อนคือพลังงานระหว่างการขนส่ง เพื่อการดูดซึมที่ดีขึ้น ไปที่ตัวอย่างต่อไปนี้:

ลองนึกภาพว่าในระบบที่แยกออกมา (เช่น ในกล่องโฟม) วัตถุสองชิ้นถูกวางไว้ วัตถุ A ที่อุณหภูมิ 200 องศาเซลเซียส และวัตถุ B ที่อุณหภูมิ 20°C ตามกฎศูนย์ของอุณหพลศาสตร์ เมื่อเวลาผ่านไป อุณหภูมิของวัตถุ A จะลดลงในขณะที่ ว่าอุณหภูมิของวัตถุ B เพิ่มขึ้นจนทั้งสองมีอุณหภูมิเท่ากัน อยู่ในสภาวะสมดุล ความร้อน พลังงานที่ถ่ายโอนจากวัตถุ A ไปยังวัตถุ B เรียกว่าพลังงานความร้อนหรือพลังงานความร้อน

Mind Map: ความร้อน

*ในการดาวน์โหลดแผนที่ความคิดในรูปแบบ PDF คลิกที่นี่!

การส่งผ่านความร้อน

เพื่อให้สามารถแลกเปลี่ยนความร้อนได้จะต้องถ่ายโอนจากบริเวณหนึ่งไปยังอีกส่วนหนึ่งผ่านทางร่างกายหรือจากร่างกายหนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง กระบวนการถ่ายเทความร้อนที่ศึกษาเกี่ยวกับความร้อนมีสามกระบวนการ ได้แก่ การนำ การพา และการฉายรังสี การฉายรังสีคือการแพร่กระจายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ไม่ต้องการตัวกลางในการแพร่กระจายในขณะที่ การนำและการพาความร้อนนั้นเป็นกระบวนการถ่ายโอนที่ต้องการสื่อวัสดุถึง เผยแพร่.

การขับรถ

เมื่อวัตถุสองชิ้นที่มีอุณหภูมิต่างกันมาสัมผัสกัน โมเลกุลของร่างกายที่ร้อนกว่าซึ่งชนกับโมเลกุลของวัตถุที่เย็นกว่าจะถ่ายเทพลังงานไปยังวัตถุนั้น กระบวนการนำความร้อนนี้เรียกว่าการนำความร้อน ในกรณีของโลหะ นอกจากการส่งพลังงานจากอะตอมสู่อะตอมแล้ว ยังมีการส่งพลังงานด้วยอิเล็กตรอนอิสระ กล่าวคือ เป็นอิเล็กตรอนที่มีปริมาณมากกว่า ห่างจากนิวเคลียสและซึ่งมีพันธะกับนิวเคลียสน้อยกว่า ดังนั้นอิเล็กตรอนเหล่านี้จึงชนกันและกับอะตอมจึงถ่ายเทพลังงานได้ค่อนข้างน้อย สบาย. ด้วยเหตุนี้ โลหะจึงนำความร้อนได้ดีกว่าวัสดุอื่นๆ

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

การพาความร้อน

เช่นเดียวกับโลหะ ของเหลวและก๊าซเป็นตัวนำความร้อนที่ดี อย่างไรก็ตาม พวกมันถ่ายเทความร้อนในลักษณะที่ต่างออกไป รูปร่างนี้เรียกว่า การพาความร้อน. นี่เป็นกระบวนการที่ประกอบด้วยส่วนที่เคลื่อนไหวของของไหลภายในตัวของไหลเอง ตัวอย่างเช่น ลองพิจารณาภาชนะที่มีน้ำที่อุณหภูมิเริ่มต้น 4°C เรารู้ว่าน้ำที่สูงกว่า 4ºC จะขยายตัว ดังนั้นเมื่อเราวางภาชนะนี้ไว้เหนือเปลวไฟ ส่วนของ ใต้น้ำจะขยายตัว โดยมีความหนาแน่นลดลง ดังนั้น ตามหลักการของอาร์คิมิดีส จะขยายขึ้น. ส่วนที่หนาวที่สุดและหนาแน่นที่สุดจะเคลื่อนลงมา จากนั้นจึงก่อตัวเป็นกระแสพาความร้อน ตัวอย่างของการพาความร้อนคือตู้เย็นซึ่งมีช่องแช่แข็งอยู่ด้านบน อากาศเย็นจะหนาแน่นขึ้นและลง อากาศด้านล่างอุ่นขึ้น

การฉายรังสี

เราสามารถพูดได้ว่าการฉายรังสีความร้อนเป็นกระบวนการที่สำคัญที่สุด เนื่องจากหากไม่มีการฉายรังสี สิ่งมีชีวิตบนโลกจะเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติ โดยรังสีความร้อนที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ถึงโลก ปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งคือ ร่างกายทั้งหมดปล่อยรังสี กล่าวคือ พวกมันปล่อยคลื่น แม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งมีลักษณะและความเข้มขึ้นอยู่กับวัสดุที่ทำขึ้นและ ของอุณหภูมิของคุณ ดังนั้นกระบวนการปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจึงเรียกว่าการฉายรังสี กระติกน้ำร้อนเป็นตัวอย่างที่ดีของการฉายรังสีความร้อน ส่วนด้านในเป็นขวดแก้วที่มีผนังสองชั้นซึ่งเกือบจะเป็นสุญญากาศระหว่างขวดทั้งสอง ทำให้ถ่ายเทความร้อนได้ยาก ด้านในและด้านนอกของขวดมีกระจกเงาเพื่อป้องกันการถ่ายเทความร้อนจากการแผ่รังสี

โดย Domitiano Marques
จบฟิสิกส์

*แผนที่ความคิดโดย Rafael Helerbrock
ปริญญาโทสาขาฟิสิกส์