คุณอาจสังเกตเห็นว่าถ้าคุณทิ้งนมไว้บนโต๊ะอุ่นๆ สักพัก นมก็จะอุ่นขึ้น ในทางกลับกัน ถ้าทิ้งโซดาเย็นๆ สักแก้ว พักไว้ก็จะร้อนใช่ไหมล่ะ! ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น? ทำไมของเย็นถึงร้อนและของร้อนถึงเย็น?
ดี, อุณหภูมิเปลี่ยนแปลง, ความร้อน และ ความเย็น เป็นปรากฏการณ์ประจำวันของเราที่ศึกษาโดยวิทยาศาสตร์ที่เรียกว่า อุณหพลศาสตร์. คำนี้มาจากภาษากรีก และหากเราแบ่งมันออกมา เราจะมีดังต่อไปนี้:
เทอม หมายถึง "ความร้อน"
พลวัตหมายถึง "การเคลื่อนไหว"
ดังนั้น ค่อนข้างง่าย อุณหพลศาสตร์ศึกษา "การเคลื่อนไหวของความร้อน".
นมและโซดาทำมาจาก โมเลกุลซึ่งเป็นอนุภาคขนาดเล็ก ดังแสดงในรูปด้านล่าง โมเลกุลเหล่านี้เคลื่อนที่ไปรอบๆ ตลอดเวลา โดยไปจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง โมเลกุลเคลื่อนที่ที่แสดงด้านล่างคือโมเลกุลของน้ำ:
โมเลกุลของน้ำเคลื่อนที่
หากอากาศเย็นแสดงว่ามีพลังงานต่ำจึงเคลื่อนที่ได้ช้ามากอย่างไรก็ตาม หากโมเลกุลเหล่านี้ได้รับพลังงานก็จะร้อนขึ้น นั่นคือ อุณหภูมิที่สูงขึ้นและจะเริ่มเคลื่อนที่เร็วมาก
อากาศรอบตัวเรายังประกอบด้วยโมเลกุล เช่น โมเลกุลของก๊าซไนโตรเจน (N2) และก๊าซออกซิเจน (O2).
อากาศรอบถ้วย ไอน้ำ และของเหลวภายในถ้วยล้วนประกอบด้วยโมเลกุลที่เคลื่อนที่ตลอดเวลา
ดังนั้นสิ่งที่เกิดขึ้นคือโมเลกุลในของเหลวสัมผัสกับโมเลกุลในอากาศ เมื่อโมเลกุลเหล่านี้ชนกัน (ชนกัน) โมเลกุลที่เร็วกว่า (ของเหลวร้อน) จะสูญเสียพลังงานและเริ่มเคลื่อนที่ช้าลง ในขณะที่โมเลกุลที่เฉื่อยได้รับพลังงานและกลายเป็นเร็วขึ้น
พลังงานถูกถ่ายโอนจากของเหลวร้อนสู่อากาศถ้าของเหลวเย็น เช่น สารทำความเย็น กระบวนการที่ตรงกันข้ามจะเกิดขึ้น พลังงานจะถูกถ่ายโอนจากอากาศไปยังของเหลวเย็น กระบวนการเหล่านี้เรียกว่า การแลกเปลี่ยนความร้อน
ความร้อนเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่ง เรียกว่าพลังงานความร้อน ซึ่งถ่ายโอนจากระบบอุณหภูมิที่สูงขึ้นไปยังระบบอุณหภูมิที่ต่ำกว่าหรือ
การแลกเปลี่ยนความร้อนนี้เกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลบนพื้นผิวของของเหลวก่อนแล้วจึงไปถึงโมเลกุลที่อยู่ด้านล่าง กระบวนการนี้ เกิดขึ้นจนกระทั่งทั้งสอง (ของเหลวและอากาศ) มีสถานะเป็นพลังงานเดียวกันซึ่งเรียกว่า สมดุลความร้อน.
กล่าวอีกนัยหนึ่ง ผลก็คือ เมื่อเวลาผ่านไป โมเลกุลทั้งหมดจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากัน กล่าวคือ ของเหลวจะมีอุณหภูมิเท่ากับอากาศโดยรอบ
สิ่งนี้ยังอธิบาย ทำไมนมร้อนถึงเย็นเร็วเวลาเป่า. การเป่านมจะทำให้ปริมาณโมเลกุลของอากาศที่จะชนกับโมเลกุลของนมเพิ่มขึ้น ดังนั้นการแลกเปลี่ยนความร้อนจึงเกิดขึ้นมากกว่าถ้านมหยุดนิ่งและมีเพียงโมเลกุลบนพื้นผิวเท่านั้นที่สัมผัสกับโมเลกุลของอากาศ
เวลาเราเป่านมจะเย็นเร็วขึ้นเพราะสัมผัสกับโมเลกุลของอากาศมากขึ้น
โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี
