การขยายความร้อนและการวัดปริมาณความร้อน

การขยายตัวทางความร้อน

วัตถุทั้งหมดที่มีอยู่ในธรรมชาติ ของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ เมื่ออยู่ในกระบวนการให้ความร้อนหรือความเย็น อาจมีการขยายตัวหรือหดตัวจากความร้อน

กระบวนการหดตัวและขยายตัวของร่างกายเกิดขึ้นเนื่องจากการเพิ่มขึ้นหรือลดลงในระดับความปั่นป่วนของโมเลกุลที่ประกอบขึ้นเป็นร่างกาย ตัวอย่างเช่น เมื่อให้ความร้อนแก่ร่างกาย ระยะห่างระหว่างโมเลกุลจะเพิ่มขึ้น อันเป็นผลมาจากระดับความปั่นป่วนที่เพิ่มขึ้น ระยะห่างระหว่างกันที่มากขึ้นนี้แสดงออกผ่านการขาดแคลนมิติของร่างกาย ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้สามวิธี: เชิงเส้น ผิวเผิน และปริมาตร ตรงกันข้ามเกิดขึ้นเมื่อร่างกายเย็นลง เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น ระยะห่างระหว่างโมเลกุลจะลดลงและทำให้ขนาดของร่างกายลดลง

• การขยายเชิงเส้น:มันคือการขยายที่มีลักษณะแปรผันตามความยาวของลำตัว รูปแบบนี้สามารถคำนวณได้จากสมการทางคณิตศาสตร์ต่อไปนี้:

ΔL = α.L₀.ΔT

α: คือสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเชิงเส้นซึ่งมีหน่วยเป็น °C^-1ซึ่งขึ้นอยู่กับธรรมชาติของวัสดุที่ประกอบขึ้นเป็นร่างกาย

หล่อ: คือความยาวเริ่มต้นของร่างกาย

หลี่ และ ΔT: คือความแปรผันของความยาวและอุณหภูมิของร่างกายตามลำดับ

• การขยายผิวเผิน:

  มันคือการขยายที่โดดเด่นด้วยการเปลี่ยนแปลงในพื้นที่ผิวของร่างกาย ความแปรผันของผิวกายนี้สามารถคำนวณได้โดยใช้นิพจน์ต่อไปนี้:

ΔS = β.S₀.ΔT

β: เป็นค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนผิวเผินซึ่งมีหน่วยเท่ากับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเชิงเส้นและยังขึ้นอยู่กับลักษณะของวัสดุที่ประกอบเป็นร่างกาย

β: 2α;

เท่านั้น: คือพื้นที่ผิวเริ่มต้นของร่างกาย

ส และ ΔT: คือความแปรผันของพื้นที่ผิวและความแปรผันของอุณหภูมิร่างกายตามลำดับ

• การขยายปริมาตร: มันคือการขยายที่โดดเด่นด้วยการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรของร่างกาย รูปแบบนี้สามารถคำนวณได้ด้วยนิพจน์:

ΔV = γ.V₀.ΔT

γ: คือ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเชิงปริมาตร ซึ่งมีหน่วยเท่ากับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นและพื้นผิว และยังขึ้นอยู่กับลักษณะของวัสดุที่ประกอบเป็นตัวเครื่องด้วย

γ: 3α;

ยาย: คือปริมาตรเริ่มต้นของร่างกาย

ΔV และ ΔT: คือความแปรผันของปริมาตรและความแปรผันของอุณหภูมิร่างกายตามลำดับ

การวัดปริมาณความร้อน
เป็นสาขาของ ฟิสิกส์ ซึ่งศึกษาการแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างร่างกายและ/หรือระบบเมื่อการแลกเปลี่ยนเหล่านี้เกิดขึ้นในรูปของความร้อน

• ความร้อน:คือพลังงานความร้อนระหว่างทาง ซึ่งถูกกำหนดโดยความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างร่างกายและ/หรือระบบที่เกี่ยวข้อง

• อุณหภูมิ: เป็นปริมาณที่วัดระดับความปั่นป่วนของโมเลกุลที่ประกอบขึ้นเป็นร่างกาย
  สมการทั่วไปของการวัดปริมาณความร้อนถูกกำหนดโดยสมการทางคณิตศาสตร์ต่อไปนี้:

คิว = ม. ค. ΔT

ค: คือความร้อนจำเพาะของวัสดุ

ΔT: คือความแปรผันของอุณหภูมิร่างกาย

ถาม: คือ ปริมาณความร้อนซึ่งมีหน่วยเป็นจูล (J)

โอ ความร้อน มันสามารถแพร่กระจายจากร่างกายหนึ่งไปยังอีกร่างกายหนึ่งได้สามวิธี: การนำ การพา และการฉายรังสี.

• การขับรถ: มันคือการถ่ายโอนพลังงานที่เกิดขึ้นจากโมเลกุลสู่โมเลกุลเนื่องจากการกวนของพวกมันเมื่ออยู่ภายใต้อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

• การพาความร้อน: เป็นกระบวนการถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้นเนื่องจากของเหลว เนื่องจากความแตกต่างของความหนาแน่นระหว่างชิ้นส่วนที่ประกอบเป็นระบบ

• การฉายรังสี: เป็นประเภทของการส่งพลังงานที่เกิดขึ้นระหว่างสองระบบโดยไม่มีการสัมผัสทางกายภาพระหว่างกัน การส่งผ่านนี้เกิดขึ้นผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น รังสีของดวงอาทิตย์ที่ทำให้โลกร้อนทุกวัน

โดย Marco Aurélio da Silva

ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-termica-calorimetria.htm