2
สังคม สิ่งแวดล้อม และพลังงานที่ยั่งยืน
(Social -Environment and Sustainable energy) (3)
สเกลที่แสดงอยู่ข้างหลอดแก้วของเทอร์โมมิเตอร์ มีการแบ่งเป็นช่องเท่าๆ กันแต่ละช่องอ่านค่าเป็นองศา ตามที่นิยมใช้เป็น 3 ระบบ….ที่ใช้กันมากคือ เซลเซียส (Celsius ,C ) เป็นหน่วยวัดอุณหภูมิหน่วยหนึ่งในระบบเอสไอ (SI) กำหนดให้จุดเยือกแข็งของน้ำที่ 0 °C และจุดเดือดที่ 100 °C ที่ความดันบรรยากาศปกติ….อีกระบบคือ ฟาเรนไฮต์ (Fahrenheit , F) สเกลองศาฟาเรนไฮต์ มีจุดเยือกแข็งอยู่ที่ 32 องศาฟาเรนไฮต์ หรือ 32°F และมีจุดเดือดที่ 212 องศาฟาเรนไฮต์ มีระยะห่างระหว่างจุดเยือกแข็งกับจุดเดือดของน้ำคือ 180 องศา….ระบบสุดท้ายคือ เคลวิน (Kelvin , K ) เป็นอีกหน่วยวัดอุณหภูมิหนึ่ง ของระบบเอสไอ นิยามให้เท่ากับ 1/273.16 เท่าของอุณหภูมิน้ำทาง เทอร์โมไดนามิกส์ ทั้ง3 สถานะที่เป็นของแข็ง ของเหลวและก๊าซ
เมื่อเปรียบเทียบกันทั้ง 3 หน่วย (Temperature Scale)….ส่วนใหญ่นิยมใช้ เซลเซียส มากที่สุด…..ฟาเรนไฮต์ รองลงมา….และที่ใช้น้อยที่สุดคือ เคลวิน …แต่ละ scale สัมพันธ์กันตามที่แสดงไว้ในรูปที่ 7
รูปที่7 แสดง ความสัมพันธ์ของสเกลทั้ง 3 ระบบ
การเทียบอุณหภูมิในระบบต่าง ๆ (Temperature Scale) การความสัมพันธ์ของ Scale และการเขียนสัญลักษณ์ที่ถูกต้องเป็นดังนี้ C , F , K…..จากสมการที่1 เมื่อรู้ค่าใดค่าหนึ่ง ก็สามารถหาค่าอื่นได้ เช่น ในเวลาเช้าอากาศมีอุณหภูมิ 25 C หรือ = (25 X 9/5)+32 = 77 F หรือ 298 K เป็นต้น
2. ปริมาณความร้อน (Quantity of heat)
ปริมาณความร้อน คือ จำนวนความร้อนที่มีอยู่ในสสาร มีมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับ 3 องค์ประกอบ ได้แก่ น้ำหนักของสสาร อุณหภูมิที่แตกต่าง และความร้อนจำเพาะของสสารนั้นๆ เช่น สสารหนึ่งที่มีอุณหภูมิลดลง ก็จะสูญเสียปริมาณความร้อนออกไป ในทางกลับกันเมื่อสสารมีอุณหภูมิสูงขึ้น ก็จะได้รับปริมาณความร้อนเพิ่มขึ้น…..หน่วยที่ใช้วัดปริมาณความร้อนในระบบเมตริก มีหน่วยเป็น แคลอรี่ (Cal) หรือกิโลแคลอรี่ (Kcal) ระบบเอสไอ มีหน่วยเป็น จูล (J) หรือกิโลจูล(KJ)และในระบบอังกฤษความร้อนมีหน่วยเป็นบีทียู(Btu)
ความหมายของหน่วยวัดปริมาณความร้อนในแต่ละระบบ
ปริมาณความร้อน 1 แคลอรี่ (Cal) คือ ปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำมวล 1 กรัมมีอุณหภูมิสูงขึ้น 1 องศาเซลเซียส(C) , 1 Kcal = 1000 Cal , ความร้อน 1Cal
ปริมาณความร้อน 1 Btu คือ ปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำมวล 1 ปอนด์มีอุณหภูมิสูงขึ้น 1 องศาฟาเรนไฮด์(F), 1 Btu = 252 Cal , พลังงานความร้อน 1 Cal สามารถทำให้เกิดงานได้ 4.2 จูล(J)
1 Cal = 4.2J หรือ 1 Kcal = 4,200J
ปริมาณงาน 1 จูล (1 J) คือ ปริมาณความร้อน ขนาดเท่ากับงาน ที่เกิดจากแรง 1 นิวตัน (N) กระทำต่อวัตถุ เกิดการเคลื่อนที่ไปตามทิศทางของแรงในระยะทาง 1 เมตร (m)
3. ความจุความร้อนจำเพาะ (Specific heat capacity) ของสาร
น้ำที่อยู่ในสถานะปกติ เมื่อได้รับปริมาณความร้อนเพิ่มมากขึ้น จะสังเกตได้ว่า อุณหภูมิของน้ำเพิ่มขึ้นจนน้ำเดือด ที่ 100 C และเมื่อปล่อยน้ำที่เดือดนั้นทิ้ง ไว้ในระยะเวลาหนึ่ง ความร้อนในน้ำก็จะมีการถ่ายโอนให้กับสิ่งแวดล้อม ปริมาณความร้อน ในน้ำก็จะมีปริมาณลดลงเรื่อยๆ ปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำมวล 1 กรัมมีอุณหภูมิสูงขึ้น 1 องศาเซลเซียส(C) คือ ความร้อน 1Cal
ในขณะที่สารอื่นๆ มีความแตกต่างจากน้ำ คือความร้อน 1 แคลอรี ไม่ทำให้อุณหภูมิของสารดังกล่าวขนาด 1 กรัม มีอุณหภูมิที่เปลี่ยนไป 1องศาเซลเซียส(C) ซึ่งอาจจะมีค่ามากกว่าหรือน้อยกว่า 1 องศาเซลเซียส ก็ได้ เพราะสารแต่ละชนิดมีความสามารถในการรับหรือถ่ายเทปริมาณความร้อน ต่อมวลที่แตกต่างกัน……คุณสมบัติในการรับและการถ่ายเทความร้อนของสารแต่ละชนิดว่า….ความจุความร้อนจำเพาะ (Specific heat capacity) แทนด้วยสัญลักษณ์ s หรือ c
กำหนดให้ Q = ปริมาณความร้อนที่รับหรือคายออกมา (cal หรือ j )
c = ค่าความจุความร้อนจำเพาะ (cal/g. °C) หรือ (kj/kg.K)
m = มวลของสาร (g)
ความจุความร้อนจำเพาะของสารเป็นสมบัติเฉพาะตัวของสารแต่ละชนิด ซึ่งมีค่าแตกต่างกันและสารชนิดเดียวกันเมื่อเปลี่ยนสถานะ…ค่า ความจุความร้อนจำเพาะก็เปลี่ยนไปตามสถานะของสารนั้นๆเช่นน้ำ , น้ำแข็ง และไอน้ำ มีค่าความจุความร้อนจำเพาะต่างกัน…..กำหนดให้ค่า C ของน้ำ = 1 cal/g. °C
ตัวอย่าง : พลังงานที่ใช้การต้มน้ำ 5 kg ที่อุณหภูมิ 25°C เป็นน้ำ 100°C
Q = 5,000g X 1 cal/g. °C X 75 °C = 375 kcal
//////////////////////////////////////
3/11/56
บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที
