พลังงานความร้อน

อุณหภูมิและหน่วยวัด

            ในชีวิตประจำวันเราจะคุ้นเคยกับการใช้พลังงานความร้อน (thermal energy) อยู่เสมอ พลังงานความร้อนเป็นพลังงานที่สามารถถ่ายเทจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ อันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ เมื่อวัตถุดูดกลืนพลังงานความร้อนจะทำให้วัตถุมีอุณหภูมิสูงขึ้น จึงเกิดการถ่ายเทพลังงานความร้อนให้กับวัตถุอื่นที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า ซึ่งต้นกำเนิดของพลังงานความร้อนมาจากดวงทิตย์ การเผาไหม้ของเชื้อเพลิง การขัดถูกันของวัตถุ และจากพลังงานไฟฟ้า วัตถุเมื่อได้รับพลังงานความร้อนจะมีอุณหภูมิสูงขึ้น อุณหภูมิเป็นปริมาณที่บอกให้ทราบถึงระดับความร้อนของวัตถุ เครื่องมือที่ใช้วัดอุณหภูมิมีหลายชนิดที่นิยมใช้กันมากคือ เทอร์มอมิเตอร์ ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ใช้หลักการขยายตัวของของเหลวเมื่อได้รับความร้อน มีลักษณะเป็นหลอดแก้วยาว ปลายทั้งสองข้างปิด ปลายหลอดข้างหนึ่งเป็นกระเปาะ ซึ่งบรรจุของเหลวที่ขยายตัวได้ง่ายเมื่อได้รับความร้อน และหดตัวได้ง่ายเมื่อได้รับความเย็น ของเหลวที่บรรจุอยู่ภายในเทอร์มอมิเตอร์นิยมใช้ปรอทซึ่งมีสีเงิน แต่บางทีก็ใช้แอลกอฮอล์ผสมสีบรรจุในเทอร์มอมิเตอร์แทนปรอท

 

รูปแสดงเทอร์มอมิเตอร์วัดไข้

 

            หน่วยที่ใช้วัดอุณหภูมิที่นิยมกันอย่างแพร่หลายคือ องศาเซลเซียส ( ํC) องศาฟาเรนไฮต์ ( ํF) และเคลวิน (K) โดยกำหนดว่า อุณหภูมิที่เป็นจุดเยือกแข็งของน้ำบริสุทธิ์ คือ 0 องศาเซลเซียส หรือ 32 องศาฟาเรนไฮต์ หรือ 273 เคลวิน และอุณหภูมิที่เป็นจุดเดือดของน้ำบริสุทธิ์ คือ 100 องศาเซลเซียส หรือ 212 องศาฟาเรนไฮต์ หรือ 373 เคลวิน
รูปแสดงค่าที่อ่านได้จากเทอร์มอมิเตอร์แบบต่างๆ

ตัวอย่างระดับอุณหภูมิเฉลี่ยของสิ่งต่างๆ

 

            เนื่องจากเทอร์มอมิเตอร์มีหน่วยวัดอยู่หลายหน่วย ดังนั้นถ้าต้องการเปลี่ยนหน่วยที่ใช้วัดเดิมเป็นหน่วยวัดอื่น สามารถทำได้จากสมการแสดงความสัมพันธ์ของแต่ละหน่วย ดังนี้

            นอกจากนี้การวัดอุณหภูมิของร่างกาย บางครั้งอาจใช้เครื่องมือวัดที่มีลักษณะเป็นแถบแผ่นพลาสติก ซึ่งจะปรากฏแถบสีแสดงอุณหภูมิของร่างกายได้เช่นกัน พลังงานความร้อนในอาหารนิยมวัดเป็นหน่วยแคลอรี โดยกำหนดให้ 1 แคลอรี หมายถึง ปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำ 1 กรัม มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 องศาเซลเซียส มีค่าประมาณ 4.2 จูล

 

 

 


แบบฝึกหัดก่อนเรียน : 
แบบฝึกหัดหลังเรียน :