ความร้อนจำเพาะและการนำความร้อน
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| specific heat capacity/spəˈsɪfɪk hiːt kəˈpæsɪti/ | ความจุความร้อนจำเพาะ |
ทรายลวกเท้าแต่ทะเลเย็น
- บนชายหาดฤดูร้อน ทรายทำให้เท้าลวกในขณะที่น้ำข้างๆ เย็นสดชื่น.
- แสงแดดเท่าเดิม — แต่น้ำต้องการพลังงานมากกว่าทรายมากเพื่อจะอุ่นขึ้น.
- ปริมาณความร้อนที่วัสดุนั้นต้องการต่อหนึ่งองศาเรียกว่า ค่าความร้อนจำเพาะ.
- แนวคิดที่เกี่ยวข้องกันคือ การนำความร้อน ซึ่งกำหนดความเร็วที่ความร้อนไหลผ่านมัน.
สมการความร้อน
- ความร้อนที่ต้องการเพื่อเปลี่ยนอุณหภูมิคือ $Q = mc\Delta T$.
- $m$ คือมวล, $c$ คือ ค่าความร้อนจำเพาะ, และ $\Delta T$ คือผลต่างอุณหภูมิ.
- ค่า $c$ ที่ สูง (เช่น น้ำ) หมายความว่าต้องใช้พลังงานมากต่อหนึ่งองศา — อุ่นและเย็นช้า.
- ค่า $c$ ที่ ต่ำ (เช่น โลหะ) หมายความว่าใช้พลังงานน้อยต่อหนึ่งองศา — อุ่นเร็ว.
ความร้อนแยกวัสดุต่างกัน
เปลี่ยนวัสดุและมวลและดูว่าต้องใช้ความร้อนเท่าไหร่สำหรับการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่กำหนด
ความร้อนกี่หน่วยทำให้ $2\ \text{kg}$ ของน้ำอุ่นขึ้น $10\ ^\circ\text{C}$? ($c = 4200\ \tfrac{\text{J}}{\text{kg}\cdot^\circ\text{C}}$.) ตอบเป็น $\text{J}$
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$Q = mc\Delta T = 2 \times 4200 \times 10 = 84\,000\ \text{J}$.
ความร้อนที่ต้องการเพื่อทำความร้อนมวลคือ $Q = m c \_\_$ (เติมสัญลักษณ์ที่หายไป)
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$Q = mc\Delta T$ — มวล คูณ ด้วยความร้อนจำเพาะ คูณด้วยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
ทำไมน้ำถึงพิเศษ
- น้ำมีค่าความร้อนจำเพาะ สูง เป็นพิเศษ จึงเก็บความร้อนได้มากโดยที่อุณหภูมิเปลี่ยนน้อย.
- นี่คือเหตุผลที่ทะเลอุ่นและเย็นช้า ช่วยปรับสภาพอากาศชายฝั่ง.
- ยังเป็นเหตุผลที่ว่าน้ำถูกใช้เป็นสารทำความเย็นในเครื่องยนต์และโรงไฟฟ้า.
- โลหะที่มีค่า $c$ ต่ำ ตอบสนองต่อความร้อนได้เร็ว — เหมาะสำหรับการทำหม้อ.
วัสดุที่มีค่าความร้อนจำเพาะ สูง:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ค่า $c$ สูง (เช่น น้ำ) หมายถึงพลังงานมากต่อองศา ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจึงช้า
ทำไมน้ำจึงมักใช้เป็นสารทำความเย็นในเครื่องยนต์?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ค่า $c$ สูงของน้ำดูดซับความร้อนโดยไม่ร้อนจัดนัก — เหมาะสำหรับการพาความร้อนออกไป
เลือก ทุก ข้อที่ถูกต้อง
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
สามข้อแรกเป็นจริง ข้อสุดท้ายอธิบายการนำความร้อน ไม่ใช่ความร้อนจำเพาะ
การนำความร้อน
- การนำความร้อน วัดความเร็วที่ความร้อน ไหลผ่าน วัสดุ.
- โลหะนำความร้อนได้ดี (รู้สึกเย็นเพราะดูดความร้อนจากมือคุณ).
- วัสดุฉนวนเช่น ไม้ โฟม และอากาศ นำความร้อนช้า กักเก็บความร้อนไว้.
- การนำความร้อนเป็นเรื่องของ ความเร็ว ของการไหลของความร้อน; ค่าความร้อนจำเพาะเป็นเรื่องของ ปริมาณ ความร้อนที่ต้องใช้อุ่น.
ความร้อนจำเพาะและการนำความร้อนเป็นคุณสมบัติเดียวกัน
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ความร้อนจำเพาะคือพลังงานต่อองศา; การนำความร้อนคือความเร็วที่ความร้อนไหลผ่าน — คนละเรื่องกัน
อย่าสับสนระหว่าง ค่าความร้อนจำเพาะ กับ การนำความร้อน. ค่าความร้อนจำเพาะ ($c$) คือปริมาณพลังงานที่วัสดุนั้นต้องการเพื่อเปลี่ยนอุณหภูมิ; การนำความร้อนคือความเร็วที่ความร้อน ไหลผ่าน มัน. น้ำมีค่าความร้อนจำเพาะสูงแต่เป็นการนำความร้อนที่ไม่ดี.
ความร้อนเท่าไหร่ที่จะอุ่น $2\ \text{kg}$ ของน้ำขึ้น $10\ ^\circ\text{C}$? (ใช้ $c = 4200\ \tfrac{\text{J}}{\text{kg}\cdot^\circ\text{C}}$.)
- $Q = mc\Delta T = 2 \times 4200 \times 10 = 84\,000\ \text{J}$.
ความร้อนเท่านี้จะอุ่นโลหะที่มีค่า $c$ ต่ำกว่ามาก มากกว่า $10\ ^\circ\text{C}$ ได้มาก.
ค่าความร้อนจำเพาะ $c$ คือความร้อนต่อกิโลกรัมต่อหนึ่งองศา: $Q = mc\Delta T$. ค่า $c$ สูง (น้ำ) ต้านการเปลี่ยนอุณหภูมิ; ค่า $c$ ต่ำ (โลหะ) อุ่นเร็ว. การนำความร้อน เป็นคุณสมบัติที่ ต่างกัน — ความเร็วที่ความร้อน ไหลผ่าน วัสดุ.