การนำความร้อน หรือเพียงแค่การนำคือกระบวนการถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้นภายในของแข็งเนื่องจาก a ความแตกต่างในอุณหภูมิ. ในการขับรถ พลังงานความร้อน ถูกโอนระหว่าง อะตอม และ โมเลกุล หนึ่ง แข็ง โดยไม่มีการโอนสสาร จนกว่าจะมีเงื่อนไขของ สมดุลความร้อน
ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นในสารทั้งหมดโดยไม่คำนึงถึง สภาพร่างกาย, ทั้งๆที่ มากกว่าบ่อยในของแข็ง สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะในสถานะของแข็ง ตำแหน่งคงที่ของอะตอมซึ่งจัดเรียงเป็นผลึกขัดแตะ สนับสนุนการแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างอะตอมเนื่องจากความถี่ที่เกิดการชนกันระหว่างสิ่งเหล่านี้ อนุภาค
ดูยัง:ทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับ Thermology
การนำความร้อนเกิดขึ้นได้อย่างไร?
กระบวนการของ ขับรถความร้อน เป็นลักษณะอันตรกิริยาระหว่างอะตอมของ หลากหลายความแตกต่างอุณหภูมิ เมื่อเราทำให้ร่างกายร้อนขึ้น อะตอมของมันจะเริ่มสั่นด้วยแอมพลิจูดที่มากขึ้น เหล่านั้น อะตอมที่ปั่นป่วนมากขึ้น โอนส่วนหนึ่งของคุณ พลังงานจลน์ ไปยังอะตอมข้างเคียงด้วยการชนกันและการสั่นสะเทือน ในลักษณะนี้ พวกมันจะช้าลงในขณะที่ น้อยกว่ากระสับกระส่ายชนะความเร็ว. ด้วยกลไกนี้ ความร้อนจะค่อยๆ ถ่ายเทจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงขึ้นไปยังบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า จนกระทั่งทั้งระบบมีอุณหภูมิเท่ากัน
เรา ก๊าซตัวอย่างเช่น การถ่ายเทความร้อนโดยการนำเกิดขึ้นจากการชนกันระหว่างอะตอมเท่านั้น เรา ของแข็งที่ไม่ใช่โลหะการนำความร้อนเกิดขึ้นผ่านการสั่นสะเทือนตามโครงผลึกของวัสดุ เรา ของแข็งโลหะ – ตัวนำความร้อนที่ดีที่สุด – การนำเกิดขึ้นทั้งโดยการแพร่กระจายการสั่นในตาข่ายคริสตัลและโดยการเคลื่อนที่ที่วุ่นวายของอิเล็กตรอนอิสระ
ฉนวนและตัวนำความร้อน
สถานะต่างๆ ของสสารส่งความร้อนผ่านกลไกต่างๆ วัสดุที่เรียกว่า ตัวนำ ตัวอย่างเช่น สามารถถ่ายเทความร้อนที่มีขนาดใหญ่ สบาย - เป็นกรณีที่มีมากที่สุด โลหะ วัสดุ ฉนวน, ในทางกลับกัน พวกเขาเป็นคนที่ขัดขวางการผ่านของความร้อนเช่น heat โพลีสไตรีน, แ ยาง, ดิ ไม้ เป็นต้น
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
ความแตกต่างระหว่างการนำ การพาความร้อน และการแผ่รังสี
การขับรถ, การพาความร้อน และ รังสี เป็นการขยายพันธุ์สามรูปแบบที่แตกต่างกันของ ความร้อน. จุดร่วมระหว่างกระบวนการทั้งสามนี้คือต้องมี a ความแตกต่างในอุณหภูมิ ระหว่างร่างต่าง ๆ หรือจุดต่าง ๆ บนร่างกายเดียวกัน
THE ขับรถ, ดังที่กล่าวไว้ มันเกิดขึ้นโดยการสัมผัสโดยตรงระหว่างโมเลกุล ซึ่งเมื่อชนกัน การถ่ายโอน พลังงานจลน์ สู่โมเลกุลข้างเคียง ในการถ่ายเทความร้อนประเภทนี้ไม่มีการขนส่ง ในทางกลับกันการพาความร้อนเกิดขึ้นเฉพาะในของเหลวและเช่นเดียวกับใน ขับรถเกิดขึ้นเฉพาะในสื่อวัสดุเท่านั้น ความแตกต่างระหว่างการนำและการพาความร้อนคือ ในการพาความร้อน มี ขนส่งในพาสต้า โดยกระแสพา THE รังสี และ โอนในความร้อน ต่อ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าดังนั้น กระบวนการถ่ายเทความร้อนนี้สามารถเกิดขึ้นได้ในสุญญากาศ
ฟลักซ์ความร้อนหรือกฎของฟูเรียร์
ปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทระหว่างจุดสองจุดภายในร่างกายทุกวินาทีเรียกว่า ไหลในความร้อน แนวคิดนี้เกี่ยวข้องกับการถ่ายเทความร้อนภายในร่างกายได้เร็วเพียงใด วัสดุบางอย่างมีความจุมากสำหรับ การถ่ายเทความร้อนดังนั้นเราจึงกล่าวว่ามันเป็นตัวนำความร้อนที่ดีเนื่องจากสามารถกระจายตัวได้เร็วกว่า
อู๋ ไหลในความร้อน ซึ่งกำหนดเป็นฟังก์ชันของค่าคงที่ k วัดเป็นวัตต์ (W) ตาม), ระบบหน่วยสากลแต่ก็สามารถวัดได้ใน แคลอรี่ต่อที่สอง การไหลของพลังงานนี้คือ สัดส่วน à ความแตกต่างในอุณหภูมิ ระหว่างจุดสองจุดของร่างกายและสอดคล้องกับปริมาณพลังงานที่ไหลในรูปของความร้อนไปยังพื้นผิวแต่ละตารางเมตรในช่วงเวลาหนึ่งวินาที
THE สูตร ใช้ในการคำนวณการนำความร้อนหรือที่เรียกว่า สูตรฟลักซ์ความร้อน หรือ กฎหมายในฟูริเยร์ เป็นดังนี้:
Φ – ฟลักซ์ความร้อน (cal/s หรือ W)
Q – ความร้อน (มะนาวหรือเจ)
t – ช่วงเวลา
เอ - พื้นที่ (m²หรือcm²)
ตู่2 และ T1 – อุณหภูมิของจุดที่ 1 และ 2 (K หรือ ºC)
k – ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน (J/s.m. K หรือ cal/s.cm.ºC)
อู๋ ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน (k) กำหนดว่าร่างกายเป็นตัวนำความร้อนที่ดีหรือไม่ สัมประสิทธิ์นี้สัมพันธ์กับคุณสมบัติของสสารจำนวนมาก เช่น อุณหภูมิ,สถานะนักฟิสิกส์ความบริสุทธิ์ความหนาแน่น เป็นต้น นอกจากนี้สูตรยังแสดงว่าปริมาณความร้อน Q ไหลผ่านพื้นที่ THE, ในช่วงเวลาหนึ่ง tเป็นสัดส่วนกับความแตกต่างของอุณหภูมิ (ตู่2 - T1) ระหว่างใบหน้าทั้งสองของบริเวณนี้และด้วย ผกผันสัดส่วน ความหนา และซึ่งแยกพวกเขา สังเกตแผนภาพต่อไปนี้ ซึ่งแสดงการนำความร้อนในตัวกลางที่เป็นของแข็ง ตามตัวแปรที่นำเสนอ:
แบบฝึกหัดการนำความร้อน
คำถามที่ 1) ในช่วงวันที่แดดจ้า ความร้อนจำนวนมาก - ประมาณ 180 แคล - ผ่านหน้าต่างของรถที่จอดกลางแจ้งเป็นเวลา 15 นาที กำหนดปริมาณความร้อนที่ไหลผ่านหน้าต่างของรถคันนี้ในสถานการณ์นี้
ก) 10,000 แคลอรี/วินาที
b) 2000 แคล/วินาที
ค) 50 แคลอรี/วิ
ง) 300 แคลอรี/วินาที
จ) 500 แคลอรี/วินาที
แม่แบบ: จดหมายข
ความละเอียด:
ในการแก้ปัญหาการออกกำลังกาย เพียงคำนวณปริมาณความร้อนที่ไหลผ่านหน้าต่างรถทุกวินาที ดู:
จากการคำนวณ ประมาณ 2,000 แคลอรี่ผ่านกระจกรถทุกวินาที ดังนั้นทางเลือกที่ถูกต้องคือตัวอักษร B
คำถามที่ 2) ตรวจสอบทางเลือกอื่นที่เกิดการนำความร้อนเท่านั้น:
ก) น้ำร้อนผสมกับน้ำเย็น
ข) กระดาษถูกแสงแดดเผา เข้มข้นด้วยแว่นขยาย
ค) เหล็กเผาเสื้อ
ง) ไอน้ำปรุงผัก
แม่แบบ: ตัวอักษร C
ความละเอียด:
ในบรรดากระบวนการต่างๆ ที่ระบุไว้ กระบวนการแรกคือการพาความร้อน จากนั้นเราก็มีรังสีในตัวอักษร B; การขับรถในตัวอักษร C; ในที่สุด ในทางเลือกสุดท้าย การพาความร้อนอีกครั้ง ดังนั้น ทางเลือกที่ถูกต้องคือตัวอักษร C
โดย M.e Rafael Helerbrock
ครูฟิสิกส์
