📚หน่วยที่ 1 : ความร้อนและทฤษฎีจลน์ของแก๊ส

1. ความร้อนและการถ่ายโอนพลังงานความร้อน

ความร้อน (Heat) : คือพลังงานที่ถ่ายโอนระหว่างวัตถุสองชิ้นที่มีอุณหภูมิแตกต่างกัน โดยพลังงานจะเคลื่อนจากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำ

การถ่ายโอนความร้อน :

1. การนำ (Conduction) : การถ่ายโอนความร้อนจากโมเลกุลหนึ่งไปยังโมเลกุลอื่นโดยตรง เช่น จากเหล็กไปยังมือเมื่อสัมผัส
2. การพาความร้อน (Convection) : การถ่ายโอนความร้อนโดยการเคลื่อนที่ของของเหลวหรือก๊าซ เช่น การหมุนเวียนของอากาศร้อนในห้อง
3. การแผ่รังสี : การถ่ายโอนความร้อนผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น แสงจากดวงอาทิตย์

การนำ (Conduction)

การพาความร้อน (Convection)

การแผ่รังสี (Radiation)

2. ทฤษฎีจลน์ของแก๊ส (Kinetic Theory of Gases)

แนวคิดหลัก :

- แก๊สประกอบด้วยโมเลกุลจำนวนนับไม่ถ้วนที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วและกระจัดกระจาย
- โมเลกุลของแก๊สมีพลังงานจลน์ที่สัมพันธ์กับอุณหภูมิ
- การชนกันระหว่างโมเลกุลของแก๊สเกิดขึ้นโดยไม่สูญเสียพลังงาน
  (ชนกันแบบยืดหยุ่น)

อุณหภูมิและพลังงานจลน์
พลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลในแก๊สสัมพันธ์กับอุณหภูมิ

โดย Ek คือพลังงานจลน์เฉลี่ย,
kB คือค่าคงที่ของบูลซ์มานน์, และ
T คืออุณหภูมิในหน่วยเคลวิน

กฎของแก๊สอุดมคติ (Ideal Gas Law)

โดย P คือความดัน, Vคือปริมาตร,
n คือจำนวนโมล, R คือค่าคงที่แก๊ส, และ T คืออุณหภูมิ

การคำนวณการเคลื่อนที่ของโมเลกุล

โดย m คือมวลของโมเลกุล

3. การเปลี่ยนสถานะของสสาร

ความร้อนที่ทำให้สสารเปลี่ยนอุณหภูมิ
(Heat for temperature change)
พลังงานที่จำเป็นในการเปลี่ยนอุณหภูมิของสสารใน
สถานะใดสถานะหนึ่ง

โดย Q คือพลังงานที่ดูดซับหรือปล่อยออก, m คือมวล,
c คือความจุความร้อนจำเพาะ, และ
ΔT คือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

ความร้อนที่ทำให้สสารเปลี่ยนสถานะ
(Heat for phase change)
พลังงานที่จำเป็นในการเปลี่ยนสถานะของสสาร เช่น
จากของแข็งเป็นของเหลว หรือจากของเหลวเป็นแก๊ส

โดย L คือความลับการหลอมเหลวหรือการระเหย

4. การทำงานของแก๊สในภาชนะปิด

การขยายตัวและการบีบอัดของแก๊ส
เมื่อแก๊สขยายตัวหรือลดขนาดในภาชนะปิด จะมีการทำงานที่เกี่ยวข้องกับพลังงาน โดย W คืองานที่ทำ, P คือความดัน, และ
ΔV คือการเปลี่ยนแปลงปริมาตร

5. การใช้ทฤษฎีจลน์ของแก๊สในการอธิบายปรากฏการณ์

ความสัมพันธ์ระหว่างความดันและอุณหภูมิ:
การเพิ่มอุณหภูมิของแก๊สจะเพิ่มความดันในกรณีที่ปริมาตรคงที่
การบีบอัดแก๊ส:
เมื่อเพิ่มความดันหรือทำให้ปริมาตรของแก๊สลดลง อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้น

ความร้อนและทฤษฎีจลน์ของแก๊ส
ที่มา : ฟิสิกส์ ไทบ้าน

Page updated

Google Sites

Report abuse