คำจำกัดความของสมดุลความร้อน (แนวคิดและคำจำกัดความคืออะไร)

สมดุลความร้อนเกิดขึ้นเมื่อ สองร่าง - เริ่มแรกที่อุณหภูมิต่างกัน - สัมผัสและหลังจากกระบวนการถ่ายเทความร้อน ถึงอุณหภูมิเท่ากัน.

ความร้อน เป็นชื่อเรียกของพลังงานความร้อนในฟิสิกส์ มักจะถ่ายโอนจากร่างกายที่ร้อนที่สุดไปยังร่างกายที่เย็นที่สุด และเมื่อร่างกายมีอุณหภูมิเท่ากัน ความร้อนที่ไหลเวียนระหว่างพวกมันจะถูกระงับ

หากไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสิ่งแวดล้อม ปริมาณความร้อนที่ร่างกายหนึ่งสูญเสียไปจะเท่ากับปริมาณความร้อนที่อีกตัวดูดซับ

สมดุลความร้อน

ภาพ: ภาพประกอบของวัตถุสองชิ้นในสภาวะสมดุลทางความร้อนหลังจากสัมผัส

สิ่งเดียวกันนี้สามารถเกิดขึ้นได้กับร่างกายที่มีส่วนต่างๆ ที่อุณหภูมิต่างกัน เมื่อร่างกายมีอุณหภูมิเท่ากัน ร่างกายก็จะอยู่ในสภาวะสมดุลทางความร้อน

ความร้อน

ในภาษาในชีวิตประจำวัน คำว่า ความร้อน เกี่ยวข้องกับความรู้สึกในร่างกายของเราเมื่ออุณหภูมิสูง ในฟิสิกส์ ความหมายของความร้อนต่างกัน ความร้อนในกรณีนี้คือ พลังงานความร้อนในการเคลื่อนที่.

ร่างกายประกอบด้วยอนุภาคและความร้อนถูกกำหนดโดยระดับความปั่นป่วนของอนุภาคเหล่านี้ กล่าวคือยิ่งมีการกวนของโมเลกุลมากเท่าใด พลังงานความร้อนหรือความร้อนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ความร้อนมีหน่วยวัดเป็น

จูล (เจ) หรือ แคลอรี่ (มะนาว). แคลอรี่คือปริมาณพลังงานที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิ 1°C ต่อน้ำ 1 กรัม ความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยวัดเหล่านี้คือ: 1 แคล = 4.186 เจ

สมดุลความร้อนเกิดขึ้นได้อย่างไร?

เมื่อร่างกายทั้งสองมีอุณหภูมิต่างกัน โมเลกุลของพวกมันจะมีระดับความปั่นป่วนต่างกัน โมเลกุลของร่างกายที่มีอุณหภูมิสูงขึ้นจะกระวนกระวายมากขึ้นและอุณหภูมิที่ต่ำกว่าจะกระวนกระวายน้อยลง

เมื่อสัมผัสกัน ร่างกายที่มีอุณหภูมิสูงสุดจะถ่ายเทพลังงานความร้อนไปยังอีกฝ่ายหนึ่ง จนกระทั่งถึงอุณหภูมิเดียวกันซึ่งเรียกว่าสมดุลความร้อน เพื่อให้ง่ายขึ้น ลองมาดูตัวอย่างกัน:

ในการทำเจลาติน คุณต้องผสมผงในน้ำเดือด แล้วใส่น้ำปริมาณเท่ากันที่อุณหภูมิห้อง น้ำที่อุณหภูมิ 100°C จะสัมผัสกับน้ำที่อุณหภูมิห้อง และจะถ่ายเทความร้อน จนกว่าของเหลวในภาชนะจะมีอุณหภูมิเท่ากัน

หากไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสิ่งแวดล้อม อุณหภูมิสุดท้ายจะเท่ากับค่าเฉลี่ยของอุณหภูมิทั้งสองพอดี ดูตัวอย่าง:

น้ำที่ 100°C + น้ำที่ 25°C = 125°C

ค่านี้หารด้วย 2 จะเท่ากับ 62.5 ° อย่างไรก็ตาม เนื่องจากส่วนผสมสูญเสียพลังงานต่อสิ่งแวดล้อม อุณหภูมินี้ในทางปฏิบัติจะลดลงเล็กน้อย

เทอร์โมมิเตอร์

เมื่อเราต้องการวัดอุณหภูมิร่างกาย เราใช้เทอร์โมมิเตอร์ อุปกรณ์นี้บอกอุณหภูมิด้วยความสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ระหว่างร่างกายกับเทอร์โมมิเตอร์

เมื่อเทอร์โมมิเตอร์มีอุณหภูมิเท่ากับร่างกายของเรา เทอร์โมมิเตอร์จะหยุดถ่ายเทความร้อน และในบางกรณีก็ส่งเสียงบี๊บเพื่อแจ้งให้คุณทราบว่าการไหลได้หยุดลงแล้ว ดังนั้นเราจึงรู้ว่าเรามีไข้หรือไม่

เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ ความร้อนจำเพาะ และ อุณหภูมิ.

วิธีการถ่ายเทความร้อน

พลังงานในรูปของความร้อนสามารถส่งผ่านจากร่างกายหนึ่งไปยังอีกร่างกายหนึ่งได้สามวิธี: การนำความร้อน การพาความร้อน และการแผ่รังสี

การขับรถ

การนำเกิดขึ้นเมื่อพลังงานถูกถ่ายโอนจากโมเลกุลไปยังโมเลกุล โมเลกุลที่มีความปั่นป่วนมากขึ้นจะสัมผัสกับโมเลกุลที่มีความปั่นป่วนน้อยลงและเพิ่มความเร็วในการเคลื่อนที่

หากคุณถือช้อนโลหะที่ปลายด้านหนึ่งและแตะปลายอีกด้านกับกองไฟ คุณสามารถเผามือได้ภายในครู่เดียว เนื่องจากโมเลกุลที่ถูกกวนด้วยไฟทำให้โมเลกุลอื่นๆ เกิดการกวน นำพลังงานความร้อนมาสู่ช้อนส้อมทั้งหมด - ทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น

การพาความร้อน

การพาความร้อนเกิดขึ้นกับสารที่เป็นก๊าซหรือของเหลวซึ่งถ่ายเทความร้อนผ่านกระแสน้ำ รูปทรงกลมที่เกิดจากความแตกต่างของความหนาแน่นของส่วนที่ร้อนและเย็นของa สาร

นี่เป็นกรณีของหม้อต้มน้ำร้อน ส่วนน้ำที่ใกล้ไฟที่สุดจะร้อนขึ้นก่อนเพราะความหนาแน่นของน้ำร้อนต่ำกว่านั้น จะลอยขึ้นในกระทะและส่วนที่เย็นที่สุดของน้ำจะไหลลงมา เกิดเป็นกระแสน้ำเป็นวงกลม การพาความร้อน

การฉายรังสี

ในการฉายรังสี ไม่จำเป็นต้องมีการสัมผัสกันระหว่างวัตถุเพื่อให้พลังงานแพร่กระจาย ดังที่เกิดขึ้นในการนำหรือการพาความร้อน ในกรณีนี้ พลังงานความร้อนจะแพร่กระจายจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่งโดยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ร่างกายที่ได้รับความร้อนเรียกว่าตัวรับและตัวที่ปล่อยออกมาเรียกว่าตัวปล่อย

นี่คือวิธีที่ดวงอาทิตย์ทำให้โลกอุ่นขึ้น อย่างที่เราทราบดวงอาทิตย์อยู่ห่างจากโลกมากนั่นคือไม่มีการสัมผัส ความร้อนที่มาถึงโลกและรับประกันชีวิตบนโลกนั้นส่งผ่านโดยการแผ่รังสีผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ดูเพิ่มเติมที่ความหมายของ ความร้อน และ พลังงานความร้อน.

ความหมายของจักรวาลวิทยา (มันคืออะไร แนวคิดและคำจำกัดความ)

จักรวาลวิทยาเป็นสาขาของดาราศาสตร์ที่เน้นที่ ศึกษาที่มา วิวัฒนาการ องค์ประกอบ และโครงสร้างของจักรว...

read more
ความหมายของความเป็นเนื้อเดียวกัน (มันคืออะไร แนวคิด และคำจำกัดความ)

ความหมายของความเป็นเนื้อเดียวกัน (มันคืออะไร แนวคิด และคำจำกัดความ)

เป็นเนื้อเดียวกันเป็นคำที่ใช้ในการเปรียบเทียบสิ่ง ข้อความ หรือสถานการณ์ตั้งแต่สองอย่างขึ้นไป หมาย...

read more

Anabolism และ Catabolism: อะไรคือความแตกต่าง

แอแนบอลิซึมและแคแทบอลิซึมแตกต่างกัน ขั้นตอนของปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่เป็นส่วนหนึ่งของการเผาผลาญของ...

read more