• การถ่ายเทความร้อนคืออะไร?
• การขับรถ
• การพาความร้อน
• รังสี
• ฉนวนและกั้นรังสี
• หน่วยวัดการถ่ายเทความร้อน

เราอธิบายว่าการถ่ายเทความร้อนคืออะไรและเกิดขึ้นได้อย่างไรโดยการนำ การพาความร้อน และการแผ่รังสี นอกจากนี้ฉนวนและมาตรการ

ความร้อนจะถูกถ่ายเทจากระบบที่มีอุณหภูมิสูงขึ้นไปยังอุณหภูมิที่ต่ำกว่าเสมอ

การถ่ายเทความร้อนคืออะไร?

เรียกว่า การถ่ายเทความร้อน การถ่ายเทความร้อน หรือการถ่ายเทความร้อน ความร้อน ไปที่ปรากฏการณ์ทางกายภาพ ซึ่งประกอบด้วยการถ่ายเทพลังงานความร้อนจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลาง

สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อสองระบบ ที่ต่างกันอุณหภูมิ สัมผัสกันทำให้พลังงานไหลจากจุดที่มีอุณหภูมิสูงสุดไปต่ำสุดจนไปถึง aสมดุลความร้อนซึ่งอุณหภูมิจะเท่ากัน

กระบวนการถ่ายเทความร้อนนั้นหยุดไม่ได้ (ไม่สามารถหยุดได้) แม้ว่าจะสามารถชะลอความเร็วได้ (ช้าลงได้) โดยใช้แท่งและฉนวน แต่ตราบใดที่มีความแตกต่างของความร้อนใน จักรวาลความร้อนจะมีแนวโน้มถ่ายเทผ่านสื่อที่มีอยู่ การถ่ายโอนดังกล่าวอาจเกิดขึ้นในสามโหมด: การนำ การพาความร้อน และการแผ่รังสี ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับพวกเขา

การขับรถ

การนำความร้อนมักใช้ในการปรุงอาหาร

การนำความร้อนเรียกว่าการถ่ายเทความร้อนผ่านการสัมผัสโดยตรงของอนุภาคของวัสดุหนึ่งกับอีกวัสดุหนึ่งโดยไม่มีการถ่ายเทสสารระหว่างวัตถุ เกิดขึ้นทั้งหมด สถานะการรวมตัว: แข็ง, ของเหลว หรือ ก๊าซแม้ว่าในการพาความร้อนสองครั้งหลังมักจะต้องการ

ปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทผ่านการนำจะถูกกำหนดโดยกฎฟูเรียร์ ซึ่งอัตราการถ่ายเทความร้อนผ่านร่างกายจะเป็นสัดส่วนกับการไล่ระดับอุณหภูมิที่มีอยู่ในนั้น

ตัวอย่างง่ายๆ เห็นได้ในเตาไฟฟ้า: เตาได้รับความร้อนจากผลกระทบของความต้านทานไฟฟ้า และความร้อนนั้นถูกถ่ายเทโดยการนำความร้อนไปยังกระทะที่เราฝากไว้ และในทางกลับกัน กระทะก็จะทำเช่นเดียวกันกับ อาหาร เราจะทำอาหารอะไร

นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นเมื่อเราสัมผัสกระทะร้อนด้วยมือของเราโดยบังเอิญ: ความร้อนจะถ่ายโอนไปยังผิวหนังของเราเมื่อสัมผัสทำให้เกิดแผลไหม้

การพาความร้อน

หากของเหลวสองชนิดผสมกัน ของเหลวชนิดหนึ่งที่มีอุณหภูมิสูงกว่าจะถ่ายเทความร้อนไปยังอีกอันหนึ่ง

การพาความร้อนคล้ายกับการนำ เว้นแต่จะเกิดขึ้นในกรณีที่ของไหลได้รับความร้อนและเคลื่อนที่เพื่อส่งผ่านภายในพื้นที่ที่บรรจุอยู่ การพาความร้อนคือการพาความร้อนโดยวิธี ความเคลื่อนไหว ของไหล ไม่ว่าจะเป็นก๊าซหรือของเหลว

การถ่ายโอนนี้เกิดขึ้นในเงื่อนไขที่กำหนดโดยกฎการระบายความร้อนของนิวตัน ซึ่งระบุว่าร่างกายสูญเสียความร้อนในอัตราสัดส่วนกับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างร่างกายกับสภาพแวดล้อม

ตัวอย่างที่ชัดเจนนี้เกิดขึ้นเมื่อเราทำน้ำร้อนในภาชนะ ความร้อนที่ถ่ายเทโดยการนำจากภาชนะไปยังของเหลวจะทำให้ส่วนที่สัมผัสโดยตรงกับของเหลวนั้นร้อนขึ้น ซึ่งจะสูงขึ้นและบังคับให้ส่วนที่เย็นอื่นๆ ของของเหลวเข้ามาแทนที่ ซึ่งจะทำให้ภาชนะร้อนเท่ากัน น้ำ.

รังสี

การแผ่รังสีสามารถเกิดขึ้นได้ทางอากาศและแม้กระทั่งในสุญญากาศ

การถ่ายเทความร้อนชนิดสุดท้ายยังเป็นชนิดเดียวที่สามารถเกิดขึ้นได้ในกรณีที่ไม่มีการสัมผัสและด้วยเหตุนี้จึงรวมถึงตัวกลางทางกายภาพซึ่งก็คือในสุญญากาศ

ทั้งนี้เป็นเพราะต้นกำเนิดของมันอยู่ในการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของ อนุภาค เต็มไปด้วยวัตถุซึ่งทำให้เกิดการปล่อยอนุภาคแม่เหล็กไฟฟ้า กล่าวคือ การแผ่รังสีความร้อน ความเข้มของมันขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและ ระยะเวลา พิจารณารูปคลื่นของรังสี

โดยทั่วไป ร่างกายในสถานการณ์เช่นนี้จะปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลต แต่จากอุณหภูมิที่กำหนด พวกมันสามารถปล่อยรังสีในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ นั่นคือ แสงสว่าง. ปริมาณความร้อนที่แผ่ออกมาในลักษณะนี้สามารถกำหนดได้โดยกฎ Stefan-Boltzmann

ทุกวันเราสังเกตตัวอย่างที่ดีที่สุดของการแผ่รังสีความร้อน: the ดวงอาทิตย์. แม้จะอยู่ห่างจาก . 149.6 ล้านกิโลเมตร โลกของเราอุณหภูมิของดวงอาทิตย์สูงมากจนปล่อยแสงและความร้อนออกมาจำนวนมหาศาลสู่อวกาศ

ทั้งสองสิ่งถึง ผิวดิน และพวกเขาทำให้มันอบอุ่นและสว่างไสวด้วยความยาวคลื่นตั้งแต่อัลตราไวโอเลตไปจนถึงอินฟราเรดซึ่งผ่านสเปกตรัมที่มองเห็นได้อย่างชัดเจน

ฉนวนและกั้นรังสี

ฉนวนช่วยให้อุณหภูมิภายในบ้านคงที่

ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว การถ่ายเทความร้อนไม่สามารถป้องกันการถ่ายเทความร้อนได้ แต่สามารถทำให้ช้าลงได้โดยใช้วัสดุบางชนิดและบางชนิด เนื่องจากวัสดุทั้งหมดถ่ายเทความร้อนไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง แต่ไม่ใช่ในอัตราเดียวกันหรือด้วยความง่ายดายเท่ากัน

สารที่ส่งผ่านได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพเรียกว่าตัวนำความร้อน ในทางตรงกันข้าม สิ่งที่ทำช้าและลำบากจะเรียกว่าฉนวนความร้อน (การนำและการพาความร้อน) หรือสิ่งกีดขวาง (รังสี)

ตัวอย่างที่ชัดเจนของวัสดุฉนวน ได้แก่ วัสดุที่ประกอบเป็นกระติกน้ำร้อน ซึ่งช่วยให้สามารถเก็บของเหลวร้อนหรือเย็นได้เป็นระยะเวลานาน โดยทำให้การแลกเปลี่ยนความร้อนช้าลงกับ สิ่งแวดล้อม.

หน่วยวัดการถ่ายเทความร้อน

ตามเขา ระบบการวัดระหว่างประเทศ, ที่ การนำไฟฟ้า ของร่างกายแสดงเป็นจูล (J) สำหรับ งาน และ พลังงาน. อย่างไรก็ตาม มีหน่วยอื่นๆ ที่ใช้กันทั่วไปในการวัดการถ่ายเทความร้อน:

• กิโลแคลอรี (Kcal). อา แคลอรี่ ถูกกำหนดเป็นปริมาณความร้อนที่ต้องการเพิ่มใน a องศาเซลเซียส อุณหภูมิของน้ำหนึ่งกรัม เป็นการวัดที่มักใช้ในโภชนาการเพื่อวัดค่า พลังงานเคมี ที่มีอยู่ในอาหาร หนึ่งกิโลแคลอรีเท่ากับ 1,000 แคลอรี
• บีทียู (จากภาษาอังกฤษ หน่วยความร้อนอังกฤษ หรือหน่วยความร้อนอังกฤษ) มันถูกกำหนดให้เป็นปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำหนึ่งปอนด์ขึ้นหนึ่งองศาฟาเรนไฮต์ซึ่งเทียบเท่ากับ 252 แคลอรี่ มาตรการนี้ใช้กันทั่วไปในประเทศที่พูดภาษาอังกฤษ ส่วนใหญ่ในสหราชอาณาจักรและสหรัฐอเมริกา