พลังงานกลที่เท่ากับความร้อน

พลังงานกลที่เทียบเท่ากับความร้อนคือปริมาณของงานกลที่จำเป็นในการสร้างความร้อนในปริมาณที่กำหนด มันเป็นหลักการพื้นฐานในเทอร์โมไดนามิกส์ที่เชื่อมโยงระหว่างปริมาณทางกายภาพสองอย่างคือความร้อนและงาน

แนวคิดเรื่องพลังงานกลที่เทียบเท่ากับความร้อนถูกเสนอขึ้นครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสชื่อ Sadi Carnot ในต้นศตวรรษที่ 19 และได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมโดย James Joule และนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ มันระบุว่าความร้อนในปริมาณที่กำหนดสามารถแปลงเป็นงานกลในปริมาณที่เท่ากัน และในทางกลับกัน

พลังงานกลที่เทียบเท่ากับความร้อนมักจะแสดงในรูปของพลังงานที่ต้องใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิของมวลหน่วยของสารในปริมาณที่กำหนด ตัวอย่างเช่น พลังงานกลที่เทียบเท่ากับความร้อนสำหรับน้ำคือปริมาณของงานที่ต้องใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำ 1 กรัม โดย 1 องศาเซลเซียส

พลังงานกลที่เทียบเท่ากับความร้อนเป็นแนวคิดที่สำคัญในเทอร์โมไดนามิกส์เพราะทำให้ความสัมพันธ์ระหว่างความร้อนและงานสามารถคำนวณและเข้าใจได้ นอกจากนี้ยังเป็นปัจจัยสำคัญในการทำงานของเครื่องจักรความร้อน เช่น เครื่องจักรไอน้ำ ซึ่งแปลงความร้อนเป็นงานกล

เมื่อ W เป็นปริมาณของงานที่กระทำต่อระบบและ Q เป็นปริมาณของความร้อนที่เกิดขึ้นจากการทำงานนั้น แล้ว

 W α Q

W = JQ

J = W/Q

ตามสมการ J ปริมาณของงานที่ต้องกระทำต่อระบบเพื่อสร้างความร้อนหนึ่งหน่วยคือพลังงานกลที่เทียบเท่ากับความร้อน

ค่าของพลังงานกลที่เทียบเท่ากับความร้อนขึ้นอยู่กับสารที่ใช้และอุณหภูมิที่การแปลงเกิดขึ้น มันถือว่าเป็นค่าคงที่ แต่อาจเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเนื่องจากปัจจัยต่าง ๆ เช่น ความดันและความชื้นของสภาพแวดล้อม

ค่าคงที่ของ J คืออะไร?

ปริมาณของงานกลที่ต้องใช้ในการทำความร้อนมวลน้ำหนึ่งหน่วยขึ้น 1 องศาเซลเซียส คือความจุความร้อนของน้ำที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งคือ 4186 จูล กิโลกรัม^-1

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.