Thermal Physics - Lesson 1 - Heat a

Thermal Physics - Lesson 1 - Heat and Temperature
Methods of Heat Transfer
• Introduction to Thermal Physics
• Temperature and Thermometers
• Thermometers as Speedometers
• What is Heat?
• Methods of Heat Transfer
• Rates of Heat Transfer
If you have been following along since the beginning of this lesson, then you have been developing a progressively sophisticated understanding of temperature and heat. You should be developing a model of matter as consisting of particles which vibrate (wiggle about a fixed position), translate (move from one location to another) and even rotate (revolve about an imaginary axis). These motions give the particles kinetic energy. Temperature is a measure of the average amount of kinetic energy possessed by the particles in a sample of matter. The more the particles vibrate, translate and rotate, the greater the temperature of the object. You have hopefully adopted an understanding of heat as a flow of energy from a higher temperature object to a lower temperature object. It is the temperature difference between the two neighboring objects that causes this heat transfer. The heat transfer continues until the two objects have reached thermal equilibrium and are at the same temperature. The discussion of heat transfer has been structured around some everyday examples such as the cooling of a hot mug of coffee and the warming of a cold can of pop. Finally, we have explored a thought experiment in which a metal can containing hot water is placed within a Styrofoam cup containing cold water. Heat is transferred from the hot water to the cold water until both samples have the same temperature.
Now we should probe some of the following questions:
• What is happening at the particle level when energy is being transferred between two objects?
• Why is thermal equilibrium always established when two objects transfer heat?
• How does heat transfer work within the bulk of an object?
• Is there more than one method of heat transfer? If so, then how are they similar and different than one another?







Conduction - A Particle View
Let's begin our discussion by returning to our thought experiment in which a metal can containing hot water was placed within a Styrofoam cup containing cold water. Heat is transferred from the hot water to the cold water until both samples have the same temperature. In this instance, the transfer of heat from the hot water through the metal can to the cold water is sometimes referred to as conduction. Conductive heat flow involves the transfer of heat from one location to another in the absence of any material flow. There is nothing physical or material moving from the hot water to the cold water. Only energy is transferred from the hot water to the cold water. Other than the loss of energy, there is nothing else escaping from the hot water. And other than the gain of energy, there is nothing else entering the cold water. How does this happen? What is the mechanism that makes conductive heat flow possible?
A question like this is a particle-level question. To understand the answer, we have to think about matter as consisting of tiny particles atoms, molecules and ions. These particles are in constant motion; this gives them kinetic energy. As mentioned previously in this lesson, these particles move throughout the space of a container, colliding with each other and with the walls of their container. This is known as translational kinetic energy and is the main form of kinetic energy for gases and liquids. But these particles can also vibrate about a fixed position. This gives the particles vibrational kinetic energy and is the main form of kinetic energy for solids. To put it more simply, matter consists of little wigglers and little bangers. The wigglers are those particles vibrating about a fixed position. They possess vibrational kinetic energy. The bangers are those particles that move through the container with translational kinetic energy and collide with the container walls.
The container walls represent the perimeters of a sample of matter. Just as the perimeter of your property (as in real estate property) is the furthest extension of the property, so the perimeter of an object is the furthest extension of the particles within a sample of matter. At the perimeter, the little bangers are colliding with particles of another substance - the particles of the container or even the surrounding air. Even the wigglers that are fixed in a position along the perimeter are doing some banging. Being at the perimeter, their wiggling results in collisions with the particles that are next to them; these are the particles of the container or of the surrounding air.
At this perimeter or boundary, the collisions of the little bangers and wigglers are elastic collisions in which the total amount of kinetic energy of all colliding particles is conserved. The net effect of these elastic collisions is that there is a transfer of kinetic energy across the boundary to the particles on the opposite side. The more energetic particles will lose a little kinetic energy and the less energetic particles will gain a little kinetic energy. Temperature is a measure of the average amount of kinetic energy possessed by the particles in a sample of matter. So on average, there are more particles in the higher temperature object with greater kinetic energy than there are in the lower temperature object. So when we average all the collisions together and apply the principles associated with elastic collisions to the particles within a sample of matter, it is logical to conclude that the higher temperature object will lose some kinetic energy and the lower temperature object will gain some kinetic energy. The collisions of our little bangers and wigglers will continue to transfer energy until the temperatures of the two objects are identical. When this state of thermal equilibrium has been reached, the average kinetic energy of both objects' particles is equal. At thermal equilibrium, there are an equal number of collisions resulting in an energy gain as there are collisions resulting in an energy loss. On average, there is no net energy transfer resulting from the collisions of particles at the perimeter.
At the macroscopic level, heat is the transfer of energy from the high temperature object to the low temperature object. At the particle level, heat flow can be explained in terms of the net effect of the collisions of a whole bunch of little bangers. Warming and cooling is the macroscopic result of this particle-level phenomenon. Now let's apply this particle view to the scenario of the metal can with the hot water positioned inside of a Styrofoam cup containing cold water. On average, the particles with the greatest kinetic energy are the particles of the hot water. Being a fluid, those particles move about with translational kinetic energy and bang upon the particles of the metal can. As the hot water particles bang upon the particles of the metal can, they transfer energy to the metal can. This warms the metal can up. Most metals are good thermal conductors so they warm up quite quickly throughout the bulk of the can. The can assumes nearly the same temperature as the hot water. Being a solid, the metal can consists of little wigglers. The wigglers at the outer perimeter of the metal can bang upon particles in the cold water. The collisions between the particles of the metal can and the particles of the cold water result in the transfer of energy to the cold water. This slowly warms the cold water up. The interaction between the particles of the hot water, the metal can and the cold water results in a transfer of energy outward from the hot water to the cold water. The average kinetic energy of the hot water particles gradually decreases; the average kinetic energy of the cold-water particles gradually increases; and eventually, thermal equilibrium would be reached at the point that the particles of the hot water and the cold water have the same average kinetic energy. At the macroscopic level, one would observe a decrease in temperature of the hot water and an increase in temperature of the cold water.


The mechanism in which heat is transferred from one object to another object through particle collisions is known as conduction. In conduction, there is no net transfer of physical stuff between the objects. Nothing material moves across the boundary. The changes in temperature are wholly explained as the result of the gains and losses of kinetic energy during collisions.


Conduction Through The Bulk of an Object
We have discussed how heat transfers from one object to another through conduction. But how does it transfer through the bulk of an object? For instance, suppose we pull a ceramic coffee mug out of the cupboard and place it on the countertop. The mug is at room temperature - maybe at 26°C. Then suppose we fill the ceramic coffee mug with hot coffee at a temperature of 80°C. The mug quickly warms up. Energy first flows into the particles at the boundary between the hot coffee and the ceramic mug. But then it flows through the bulk of the ceramic to all parts of the ceramic mug. How does heat conduction occur in the ceramic itself?
The mechanism of heat transfer through the bulk of the ceramic mug is described in a similar manner as it before. The ceramic mug consists of a collection of orderly arranged wigglers. These are particles that wiggle about a fixed position. As the ceramic particles at the boundary between the hot coffee and the mug warm up, they attain a kinetic energy that is much higher than their neighbors. As they wiggle more vigorously, they bang into their neighbors and increase their vibrational kinetic energy. These particles in turn begin to wiggle more vigorously and their collisions with their neighbors increase their vibrational kinetic energy. The process of energy transfer by means of the little bangers continues from the particles at

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ฟิสิกส์ความร้อน - บทที่ 1 - ความร้อนและอุณหภูมิวิธีการถ่ายเทความร้อน•บทนำฟิสิกส์ความร้อน •อุณหภูมิและ Thermometers • Thermometers เป็น Speedometers •ความร้อนคืออะไร •วิธีการถ่ายเทความร้อน •อัตราการถ่ายเทความร้อน ถ้าคุณได้รับต่อไปนี้ตามตั้งแต่จุดเริ่มต้นของบทนี้ แล้วคุณได้พัฒนาความเข้าใจความก้าวหน้าทันสมัยของอุณหภูมิและความร้อน คุณควรจะพัฒนาเรื่องว่าประกอบด้วยรูปแบบของอนุภาคซึ่ง vibrate (wiggle เกี่ยวกับตำแหน่งถาวร), แปล (ย้ายจากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีก) และหมุนได้ (ที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับแกนจินตภาพ) ดังนี้ให้พลังงานจลน์ของอนุภาค อุณหภูมิคือ การวัดจำนวนอนุภาคในตัวอย่างของเรื่องมอบพลังงานจลน์เฉลี่ย การอนุภาค vibrate แปล และ หมุน ยิ่งอุณหภูมิของวัตถุการ คุณหวังได้นำความเข้าใจเกี่ยวกับความร้อนเป็นการไหลของพลังงานจากวัตถุอุณหภูมิสูงกว่าวัตถุอุณหภูมิต่ำ ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างวัตถุใกล้เคียงสองที่ทำให้เกิดการถ่ายเทความร้อนนี้ได้ ถ่ายเทความร้อนอย่างต่อเนื่องจนกระทั่งวัตถุทั้งสองได้ถึงสมดุลความร้อน และอุณหภูมิเดียวกัน การสนทนาของการถ่ายโอนความร้อนถูกโครงสร้างรอบ ๆ ตัวอย่างชีวิตประจำวันเช่นระบายความร้อนของ mug ร้อนกาแฟร้อนเย็นสามารถของป๊อป สุดท้าย เรามีอุดมการทดลองทางความคิดในที่เป็นโลหะสามารถ ประกอบด้วยน้ำร้อนอยู่ภายในถ้วย Styrofoam ที่ประกอบด้วยน้ำเย็น ความร้อนคือโอนจากน้ำร้อนน้ำเย็นจนกว่าทั้งสองตัวอย่างมีอุณหภูมิเดียวกันตอนนี้ เราควรโพรบคำถามต่อไปนี้อย่างใดอย่างหนึ่ง:•สิ่งที่เกิดขึ้นในระดับอนุภาคเมื่อพลังงานกำลังโอนย้ายระหว่างวัตถุสองหรือไม่•ทำไมความร้อนสมดุลจะก่อตั้งขึ้นเมื่อวัตถุสองถ่ายโอนความร้อน•การถ่ายเทความร้อนทำงานภายในของวัตถุ•มีมากกว่าหนึ่งวิธีการถ่ายเทความร้อนหรือไม่ ถ้าเป็นเช่นนั้น แล้วอย่างไรจะคล้ายกัน และแตกต่างกันนำ - มุมอนุภาคลองเริ่มต้นสนทนาของเรา โดยจะทดลองความคิดของเราซึ่งโลหะที่สามารถประกอบด้วยน้ำร้อนถูกวางในถ้วย Styrofoam ที่ประกอบด้วยน้ำเย็น ความร้อนคือโอนจากน้ำร้อนน้ำเย็นจนกว่าทั้งสองตัวอย่างมีอุณหภูมิเดียวกัน ในกรณีเช่นนี้ ถ่ายโอนความร้อนจากน้ำร้อนผ่านโลหะสามารถไปน้ำเย็นบางครั้งเรียกว่าการนำ กระแสไฟฟ้าความร้อนเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนความร้อนจากสถานหนึ่งไปยังอีกในกรณีที่ของไหลวัสดุใด ๆ มีสิ่งใดจริง หรือวัสดุเคลื่อนย้ายจากระบบน้ำร้อนน้ำเย็น พลังงานเท่านั้นจะถูกโอนย้ายจากระบบน้ำร้อนน้ำเย็น นอกจากการสูญเสียพลังงาน มีอะไรหนีจากน้ำร้อน และนอกเหนือจากกำไรของพลังงาน ไม่มีอะไรอื่น ใส่น้ำเย็น วิธีนี้ไม่เกิดขึ้นหรือไม่ กลไกที่ทำให้ความร้อนไฟฟ้าไหลได้คืออะไรคำถามนี้เป็นคำถามระดับอนุภาค เข้าใจคำตอบ เราต้องคิดถึงเรื่องว่าประกอบด้วยอนุภาคเล็ก ๆ อะตอม โมเลกุล และประจุ อนุภาคเหล่านี้มีในการเคลื่อนไหวคง ซึ่งทำให้ได้พลังงานจลน์ ตามที่กล่าวมาแล้วในบทนี้ อนุภาคเหล่านี้ย้ายทั่วพื้นที่ของคอนเทนเนอร์ ชนกัน และ มีผนังของภาชนะของตน นี้เรียกว่าพลังงานจลน์ translational และเป็นรูปแบบหลักของพลังงานจลน์ของก๊าซและของเหลว แต่อนุภาคเหล่านี้สามารถยัง vibrate เกี่ยวกับตำแหน่งถาวร นี้ทำให้อนุภาคพลังงานจลน์ vibrational และเป็นรูปแบบหลักของพลังงานจลน์สำหรับของแข็ง ใส่กว่านั้น เรื่องประกอบ wigglers น้อยและ bangers น้อย Wigglers ที่มีอนุภาคที่สั่นสะเทือนเกี่ยวกับตำแหน่งถาวร จะมีพลังงานจลน์ vibrational Bangers ที่มีอนุภาคเหล่านั้นที่เลื่อนภาชนะด้วยพลังงานจลน์ translational และชนกับผนังภาชนะผนังภาชนะแสดงขอบเขตของตัวอย่างของเรื่อง เพียงเป็นขอบเขตของทรัพย์สินของคุณ (ในอสังหาริมทรัพย์สิน) คุณสมบัติขยายหยั่ง ดังนั้นขอบเขตของวัตถุคือ ส่วนขยายหยั่งของอนุภาคภายในตัวอย่างของเรื่อง ในขอบเขต bangers น้อยจะชนกับอนุภาคของสารอื่น - อนุภาคของคอนเทนเนอร์หรือแม้แต่อากาศโดยรอบ แม้ wigglers ที่คงที่ในตำแหน่งตามขอบเขตทำบางพวก ขอบเขต ผลของพวกเขา wiggling ในไม่เกิดการชนกับอนุภาคที่มีอยู่เหล่านั้น เหล่านี้เป็นอนุภาค ของคอนเทนเนอร์ หรืออากาศรอบ ๆในขอบเขตหรือขอบเขตนี้ ตาม bangers และ wigglers น้อยจะยืดหยุ่นตามซึ่งยอดรวมของพลังงานจลน์ของอนุภาคทั้งหมดชนอยู่ ผลสุทธิของยืดหยุ่นตามนี้คือ ว่า มีการโอนย้ายของพลังงานจลน์ในขอบเขตให้อนุภาคฝั่งตรงข้าม อนุภาคมีพลังมากขึ้นจะสูญเสียพลังงานจลน์ที่น้อย และอนุภาคมีพลังน้อยจะได้รับพลังงานจลน์เล็กน้อย อุณหภูมิคือ การวัดจำนวนอนุภาคในตัวอย่างของเรื่องมอบพลังงานจลน์เฉลี่ย บนเฉลี่ย มีอนุภาคมากกว่าวัตถุอุณหภูมิสูงมีพลังงานจลน์มากขึ้นกว่าที่มีอยู่ในวัตถุอุณหภูมิต่ำ ดังนั้น เมื่อเราเฉลี่ยตามทั้งหมดเข้าด้วยกัน และใช้หลักการที่เกี่ยวข้องกับยางยืดตามให้อนุภาคในตัวอย่างของเรื่อง ได้ตรรกะเพื่อสรุปว่า วัตถุอุณหภูมิสูงจะสูญเสียพลังงานจลน์บาง และวัตถุอุณหภูมิต่ำกว่าจะได้รับพลังงานจลน์บาง ตาม bangers และ wigglers น้อยจะยังโอนย้ายพลังงานจนกว่าอุณหภูมิของวัตถุทั้งสองจะเหมือนกัน เมื่อสถานะนี้ของสมดุลความร้อนแล้ว พลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาคของวัตถุทั้งสองเท่ากัน ที่สมดุลความร้อน มีของตามผลกำไรการพลังงาน ตามมีตามเกิดการสูญเสียพลังงาน โดยเฉลี่ย มีการไม่มีพลังงานสุทธิเกิดจากไม่เกิดการชนของอนุภาคในขอบเขตในระดับ macroscopic ความร้อนเป็นการโอนย้ายของพลังงานจากวัตถุอุณหภูมิสูงอุณหภูมิต่ำไป กระแสความร้อนสามารถอธิบายในแง่ของผลกระทบสุทธิของไม่เกิดการชนทั้งนั้นของน้อย bangers ระดับอนุภาค ร้อน และเย็นเป็นผล macroscopic ปรากฏการณ์ระดับอนุภาคนี้ ตอนนี้ลองใช้อนุภาคนี้สามารถแสดงสถานการณ์ของโลหะกับน้ำอุ่นที่วางในถ้วย Styrofoam ที่ประกอบด้วยน้ำเย็นได้ โดยเฉลี่ย อนุภาค มีพลังงานจลน์มากที่สุดเป็นอนุภาคของน้ำร้อน การไหล อนุภาคเหล่านั้นย้ายเกี่ยวกับกับพลังงานจลน์ translational และบางเมื่ออนุภาคของโลหะสามารถ บางอนุภาคน้ำร้อนเมื่ออนุภาคของโลหะสามารถ พวกเขาโอนย้ายพลังงานกระป๋องโลหะ นี้ warms โลหะสามารถขึ้น โลหะส่วนใหญ่จะเป็นตัวนำความร้อนที่ดีจึงจะอุ่นขึ้นมากอย่างรวดเร็วตลอดจำนวนมากสามารถ สามารถสันนิษฐานเกือบเดียวกันอุณหภูมิน้ำร้อน เป็นของแข็ง โลหะสามารถประกอบด้วย wigglers น้อย Wigglers ในขอบเขตด้านนอกของโลหะสามารถบางเมื่ออนุภาคในน้ำเย็น ไม่เกิดการชนระหว่างอนุภาคของโลหะสามารถ และมีผลในการโอนย้ายของพลังงานอนุภาคของน้ำเย็นน้ำเย็น นี่ช้า warms น้ำเย็นขึ้น สามารถโต้ตอบระหว่างอนุภาคของน้ำร้อน โลหะ และน้ำเย็นผลการโอนย้ายขาออกพลังงานจากน้ำร้อนน้ำเย็น พลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาคน้ำอุ่นค่อย ๆ ลด พลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาค cold-water ค่อย ๆ เพิ่ม และในที่สุด สมดุลความร้อนจะไปถึงจุดที่อนุภาคของน้ำร้อนและน้ำเย็นมีพลังงานจลน์เฉลี่ยเดียวกัน ในระดับ macroscopic หนึ่งจะสังเกตเห็นการลดอุณหภูมิของน้ำร้อนและการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของน้ำเย็น กลไกที่ความร้อนจะถูกโอนย้ายจากวัตถุหนึ่งวัตถุอื่นโดยไม่เกิดการชนอนุภาคเรียกว่าเป็นการนำ ในนำ มีไม่โอนสุทธิของสิ่งทางกายภาพระหว่างวัตถุ อะไรวัสดุย้ายข้ามขอบเขต เปลี่ยนแปลงอุณหภูมิทั้งหมดที่อธิบายผลของกำไรและขาดทุนของพลังงานจลน์ในระหว่างตาม การนำผ่านของวัตถุเราได้กล่าวถึงวิธีโอนความร้อนจากวัตถุหนึ่งไปอีกโดยการนำ แต่ว่าไม่ได้โอนเงินผ่านจำนวนมากของวัตถุ ตัวอย่าง สมมติว่า เราดึง mug กาแฟเซรามิคจากธรรมดา และวางไว้บนเคาน์เตอร์ที่ Mug อยู่ที่อุณหภูมิห้อง - บางทีที่ 26 องศาเซลเซียส แล้วสมมติ ว่าเราเติม mug กาแฟเซรามิกกาแฟร้อนที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส Mug warms รวดเร็วขึ้น พลังงานก่อนไหลเข้าไปในอนุภาคที่เขตแดนระหว่าง mug เซรามิคและกาแฟร้อน แต่แล้ว ก็ไหลผ่านจำนวนมากของเซรามิกกับทุกส่วนของ mug เซรามิค วิธีการนำความร้อนไม่เกิดในเซรามิกเองกลไกการถ่ายเทความร้อนผ่านจำนวนมากของ mug เซรามิคจะอธิบายในลักษณะคล้ายเป็นมาก่อน Mug เซรามิคประกอบด้วยชุดของ wigglers จัดเป็นระเบียบ เหล่านี้เป็นอนุภาคที่ wiggle เกี่ยวกับตำแหน่งถาวร เป็นอนุภาคเซรามิกที่เขตแดนระหว่างกาแฟร้อนและอบอุ่น mug ขึ้น พวกเขาบรรลุพลังงานจลน์ที่อยู่สูงกว่าบ้านของพวกเขา กับพวกเขามากขึ้นดั่ง wiggle พวกเขาบางเข้าไปในบ้านของพวกเขา และเพิ่มพลังงานจลน์ของ vibrational อนุภาคเหล่านี้จะเริ่ม wiggle โยคะมากขึ้น และไม่เกิดการชนของพวกเขากับบ้านของพวกเขาเพิ่มพลังงานจลน์ของ vibrational กระบวนการโอนย้ายพลังงานโดย bangers น้อยอย่างต่อเนื่องจากอนุภาคที่

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ฟิสิกส์ความร้อน - บทที่ 1 - ความร้อนและอุณหภูมิวิธีการของการถ่ายเทความร้อน•รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับฟิสิกส์ความร้อน•อุณหภูมิและเครื่องวัดอุณหภูมิ•เครื่องวัดอุณหภูมิเป็นspeedometers? •เป็นร้อนอะไร•วิธีการของการถ่ายเทความร้อนราคา•การถ่ายเทความร้อนถ้าคุณได้รับไปพร้อมตั้งแต่เริ่มต้นบทเรียนนี้แล้วคุณได้รับการพัฒนาความเข้าใจที่มีความซับซ้อนมีความก้าวหน้าของอุณหภูมิและความร้อน คุณควรจะพัฒนารูปแบบของเรื่องเป็นที่ประกอบด้วยอนุภาคที่สั่น (กระดิกเกี่ยวกับตำแหน่งที่คงที่) แปล (ย้ายจากสถานที่หนึ่งไปยังอีก) และแม้กระทั่งการหมุน (หมุนรอบแกนจินตภาพ) การเคลื่อนไหวเหล่านี้ให้อนุภาคพลังงานจลน์ อุณหภูมิเป็นตัวชี้วัดของจำนวนเงินเฉลี่ยของพลังงานจลน์ครอบครองโดยอนุภาคในกลุ่มตัวอย่างของเรื่อง สั่นสะเทือนมากขึ้นอนุภาคแปลและหมุนที่มากขึ้นอุณหภูมิของวัตถุ คุณหวังว่าจะได้นำความเข้าใจในความร้อนเป็นการไหลของพลังงานจากวัตถุอุณหภูมิที่สูงขึ้นไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำ มันเป็นความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างสองวัตถุที่อยู่ใกล้เคียงที่ทำให้เกิดการถ่ายเทความร้อนนี้ การถ่ายเทความร้อนต่อไปจนกว่าวัตถุทั้งสองได้มาถึงสมดุลความร้อนและมีอุณหภูมิเดียวกัน การอภิปรายการถ่ายเทความร้อนได้รับการโครงสร้างรอบตัวอย่างในชีวิตประจำวันบางอย่างเช่นการระบายความร้อนของแก้วกาแฟร้อนและร้อนของกระป๋องเย็นของป๊อปที่ สุดท้ายเรามีการสำรวจทดลองทางความคิดในการที่เป็นโลหะสามารถมีน้ำร้อนอยู่ภายในถ้วยโฟมที่มีน้ำเย็น ความร้อนจะถูกโอนจากน้ำร้อนกับน้ำเย็นจนตัวอย่างทั้งสองมีอุณหภูมิเดียวกัน. ตอนนี้เราควรจะตรวจสอบบางส่วนของคำถามต่อไปนี้? •สิ่งที่เกิดขึ้นในระดับอนุภาคเมื่อพลังงานจะถูกโอนระหว่างวัตถุสอง•ทำไมเป็นความร้อนสมดุลที่จัดตั้งขึ้นเสมอเมื่อวัตถุทั้งสองถ่ายโอนความร้อน? •วิธีการทำงานไม่ถ่ายเทความร้อนภายในกลุ่มของวัตถุหรือไม่•มีมากกว่าหนึ่งวิธีของการถ่ายโอนความร้อน? ถ้าเป็นเช่นนั้นแล้วว่าพวกเขาเหมือนกันและแตกต่างกว่าคนอื่น? การนำ - A View ที่อนุภาคขอเริ่มต้นการสนทนาของเราโดยการกลับไปทดลองทางความคิดของเราที่เป็นโลหะสามารถมีน้ำร้อนวางอยู่ภายในถ้วยโฟมที่มีน้ำเย็น ความร้อนจะถูกโอนจากน้ำร้อนกับน้ำเย็นจนตัวอย่างทั้งสองมีอุณหภูมิเดียวกัน ในกรณีนี้การถ่ายโอนความร้อนจากน้ำร้อนผ่านกระป๋องโลหะที่น้ำเย็นเป็นบางครั้งเรียกว่าการนำ ไหลของความร้อน Conductive เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนความร้อนจากสถานที่หนึ่งไปยังอีกในกรณีที่ไม่มีการไหลของวัสดุใด ๆ ไม่มีอะไรที่ทางกายภาพหรือวัสดุที่ย้ายมาจากน้ำร้อนกับน้ำเย็น พลังงานเท่านั้นที่จะถูกโอนจากน้ำร้อนกับน้ำเย็น นอกเหนือจากการสูญเสียของพลังงานที่มีอะไรอย่างอื่นที่หนีออกมาจากน้ำร้อน และอื่น ๆ นอกเหนือจากกำไรของพลังงานที่มีอะไรอย่างอื่นเข้ามาในน้ำเย็น นี้จะเกิดขึ้น? กลไกคืออะไรที่ทำให้กระแสไฟฟ้าไหลของความร้อนไปได้หรือไม่คำถามเช่นนี้เป็นคำถามที่อนุภาคระดับ เพื่อให้เข้าใจถึงคำตอบที่เราต้องคิดเกี่ยวกับเรื่องนี้เป็นที่ประกอบด้วยอนุภาคเล็ก ๆ อะตอมโมเลกุลและไอออน อนุภาคเหล่านี้อยู่ในการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง; นี้จะช่วยให้พวกเขาพลังงานจลน์ ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ในบทเรียนนี้อนุภาคเหล่านี้ย้ายไปทั่วพื้นที่ของภาชนะที่ชนกับแต่ละอื่น ๆ และกับผนังของภาชนะของพวกเขา นี้เรียกว่าพลังงานจลน์แปลและเป็นรูปแบบหลักของพลังงานจลน์สำหรับก๊าซและของเหลว แต่อนุภาคเหล่านี้ยังสามารถสั่นเกี่ยวกับตำแหน่งที่ได้รับการแก้ไข นี้จะช่วยให้อนุภาคพลังงานจลน์สั่นและเป็นรูปแบบหลักของพลังงานจลน์สำหรับของแข็ง ที่จะนำมันขึ้นเพียงเรื่องประกอบด้วย wigglers เล็ก ๆ น้อย ๆ เล็ก ๆ น้อย ๆ และไส้กรอก wigglers เป็นอนุภาคเหล่านั้นสั่นเกี่ยวกับตำแหน่งที่ได้รับการแก้ไข พวกเขามีพลังงานจลน์สั่น ไส้กรอกเป็นอนุภาคที่เคลื่อนที่ผ่านภาชนะที่มีพลังงานจลน์แปลและชนกับผนังภาชนะ. ผนังภาชนะปริมณฑลเป็นตัวแทนของกลุ่มตัวอย่างของเรื่องที่ เช่นเดียวกับรอบของทรัพย์สินของคุณ (เช่นในอสังหาริมทรัพย์) เป็นส่วนขยายไกลของทรัพย์สินเพื่อปริมณฑลของวัตถุที่เป็นส่วนขยายไกลของอนุภาคที่อยู่ในตัวอย่างของเรื่อง ในปริมณฑลที่ไส้กรอกเล็ก ๆ น้อย ๆ จะชนกับอนุภาคของสารอื่น - อนุภาคของภาชนะหรือแม้กระทั่งอากาศรอบ แม้ wigglers ที่ได้รับการแก้ไขในตำแหน่งที่พร้อมปริมณฑลที่กำลังทำบางต่อสู้ เป็นที่ปริมณฑลผล wiggling ของพวกเขาในการชนกับอนุภาคที่มีไปให้พวกเขา; เหล่านี้เป็นอนุภาคของภาชนะหรือของอากาศโดยรอบ. ห้องพักในปริมณฑลหรือขอบเขตการชนกันของไส้กรอกน้อยและ wigglers ที่มีการชนกันของความยืดหยุ่นในการที่จำนวนของพลังงานจลน์ของอนุภาคชนกันทั้งหมดเป็นป่าสงวน ผลกระทบสุทธิชนยืดหยุ่นเหล่านี้คือว่ามีการโอนพลังงานจลน์ข้ามเขตแดนอนุภาคที่อยู่ด้านตรงข้าม อนุภาคที่มีพลังมากขึ้นจะสูญเสียพลังงานจลน์เล็ก ๆ น้อย ๆ และอนุภาคพลังงานน้อยจะได้รับพลังงานจลน์เล็ก ๆ น้อย ๆ อุณหภูมิเป็นตัวชี้วัดของจำนวนเงินเฉลี่ยของพลังงานจลน์ครอบครองโดยอนุภาคในกลุ่มตัวอย่างของเรื่อง ดังนั้นโดยเฉลี่ยมีอนุภาคมากขึ้นในวัตถุอุณหภูมิสูงขึ้นกับพลังงานจลน์มากกว่าที่มีอยู่ในวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำ ดังนั้นเมื่อเราเฉลี่ยชนทั้งหมดเข้าด้วยกันและใช้หลักการที่เกี่ยวข้องกับชนยืดหยุ่นอนุภาคภายในตัวอย่างของเรื่องมันเป็นตรรกะที่จะสรุปได้ว่าวัตถุที่อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะสูญเสียบางส่วนพลังงานจลน์และวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าจะได้รับบางพลังงานจลน์ . ชนของไส้กรอกน้อยและ wigglers ของเราจะยังคงที่จะถ่ายโอนพลังงานจนอุณหภูมิของวัตถุทั้งสองเหมือนกัน เมื่อสถานะของการสมดุลความร้อนนี้ได้รับถึงพลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาคทั้งวัตถุมีค่าเท่ากับ ที่สมดุลความร้อนมีจำนวนเท่ากันของการชนส่งผลให้กำไรจากพลังงานที่มีการชนกันเกิดการสูญเสียพลังงาน โดยเฉลี่ยไม่มีการถ่ายโอนพลังงานสุทธิที่เกิดจากการชนกันของอนุภาคที่ปริมณฑล. ในระดับมหภาคความร้อนคือการถ่ายโอนพลังงานจากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงไปยังวัตถุที่อุณหภูมิต่ำ ในระดับอนุภาคไหลของความร้อนสามารถอธิบายได้ในแง่ของผลสุทธิของการชนกันของทั้งกลุ่มของไส้กรอกเล็ก ๆ น้อย ๆ ภาวะโลกร้อนและความเย็นเป็นผลมหภาคของปรากฏการณ์อนุภาคในระดับนี้ ตอนนี้ขอใช้มุมมองอนุภาคนี้สถานการณ์ของกระป๋องโลหะที่มีน้ำร้อนในตำแหน่งที่ด้านในของถ้วยโฟมที่มีน้ำเย็น โดยเฉลี่ยอนุภาคที่มีพลังงานที่ยิ่งใหญ่ที่สุดเป็นอนุภาคของน้ำร้อน เป็นของเหลวอนุภาคเหล่านั้นย้ายเกี่ยวกับพลังงานจลน์แปลและปังเมื่ออนุภาคของโลหะสามารถ ในฐานะที่เป็นอนุภาคน้ำร้อนปังเมื่ออนุภาคของโลหะสามารถที่พวกเขาถ่ายโอนพลังงานกับโลหะสามารถ นี้อุ่นโลหะสามารถขึ้น โลหะส่วนใหญ่จะเป็นตัวนำความร้อนที่ดีเพื่อให้พวกเขาอุ่นขึ้นอย่างรวดเร็วมากตลอดทั้งกลุ่มของสามารถ สามารถถือว่าเกือบอุณหภูมิเดียวกับน้ำร้อน เป็นของแข็งสามารถโลหะประกอบด้วย wigglers เล็ก ๆ น้อย ๆ wigglers ที่รอบนอกของโลหะสามารถปังเมื่ออนุภาคในน้ำเย็น ชนระหว่างอนุภาคของกระป๋องโลหะและอนุภาคของผลน้ำเย็นในการถ่ายโอนพลังงานที่จะน้ำเย็น นี้ช้าอุ่นน้ำเย็นขึ้น การทำงานร่วมกันระหว่างอนุภาคของน้ำร้อน, โลหะกระป๋องและผลน้ำเย็นในการถ่ายโอนพลังงานออกมาจากน้ำร้อนกับน้ำเย็น พลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาคน้ำร้อนค่อยๆลดลง; พลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาคน้ำเย็นค่อยๆเพิ่มขึ้น; และในที่สุดสมดุลความร้อนจะไปถึงที่จุดที่อนุภาคของน้ำร้อนและน้ำเย็นมีพลังงานจลน์เฉลี่ยเดียวกัน ในระดับมหภาคที่หนึ่งจะสังเกตเห็นการลดลงของอุณหภูมิของน้ำร้อนและการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของน้ำเย็นได้. กลไกในการที่ความร้อนจะถูกโอนจากวัตถุหนึ่งไปยังวัตถุอื่นผ่านการชนกันของอนุภาคที่เป็นที่รู้จักกันเป็นการนำ ในการนำไม่มีการถ่ายโอนสุทธิของสิ่งที่ทางกายภาพระหว่างวัตถุ ย้ายวัสดุที่ไม่มีอะไรข้ามเขตแดน การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจะอธิบายทั้งหมดเป็นผลมาจากกำไรและขาดทุนที่เกิดจากการเคลื่อนไหวของพลังงานในระหว่างการชน. การนำผ่านกลุ่มของวัตถุที่เราได้กล่าวถึงวิธีการถ่ายโอนความร้อนจากที่หนึ่งไปยังอีกวัตถุผ่านการนำ แต่วิธีการที่ไม่ได้โอนผ่านกลุ่มของวัตถุหรือไม่ ตัวอย่างเช่นสมมติว่าเราดึงถ้วยกาแฟเซรามิกออกจากตู้และวางไว้บนเคาน์เตอร์ แก้วเป็นที่อุณหภูมิห้อง - บางทีที่ 26 ° C แล้วสมมติว่าเราเติมถ้วยกาแฟเซรามิกกับกาแฟร้อนที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส แก้วอุ่นขึ้นอย่างรวดเร็ว กระแสพลังงานครั้งแรกเป็นอนุภาคที่เขตแดนระหว่างกาแฟร้อนและแก้วเซรามิก แต่แล้วมันไหลผ่านกลุ่มของเซรามิกไปยังทุกส่วนของแก้วเซรามิก การนำความร้อนอย่างไรเกิดขึ้นในเซรามิกของตัวเอง? กลไกของการถ่ายเทความร้อนผ่านกลุ่มของแก้วเซรามิกที่มีการอธิบายในลักษณะที่คล้ายกันมาก่อน แก้วเซรามิกประกอบด้วยคอลเลกชันของ wigglers จัดระเบียบ เหล่านี้เป็นอนุภาคที่กระดิกเกี่ยวกับตำแหน่งที่ได้รับการแก้ไข ในฐานะที่เป็นอนุภาคเซรามิกที่เขตแดนระหว่างกาแฟร้อนและแก้วอุ่นขึ้นพวกเขาบรรลุพลังงานจลน์ที่จะสูงกว่าเพื่อนบ้านของพวกเขา ขณะที่พวกเขากระดิกอย่างจริงจังมากขึ้นพวกเขาเข้าไปในปังเพื่อนบ้านของพวกเขาและเพิ่มการเคลื่อนไหวของพวกเขาพลังงานการสั่น อนุภาคเหล่านี้ในที่สุดก็เริ่มที่จะกระดิกอย่างจริงจังมากขึ้นและการชนของพวกเขากับเพื่อนบ้านของพวกเขาเพิ่มขึ้นของพวกเขาพลังงานจลน์สั่น กระบวนการของการถ่ายโอนพลังงานโดยวิธีการของไส้กรอกเล็ก ๆ น้อย ๆ ยังคงมาจากอนุภาคที่

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ความร้อนฟิสิกส์ - บทที่ 1 - วิธีอุณหภูมิความร้อนและการถ่ายเทความร้อน
-

- ความร้อนฟิสิกส์เบื้องต้นและอุณหภูมิเครื่องวัดอุณหภูมิเทอร์โมมิเตอร์ speedometers
-
- เป็นสิ่งที่ร้อน ?
-
- วิธีการถ่ายโอนความร้อนอัตราการถ่ายโอน
ความร้อนถ้าคุณได้รับดังต่อไปนี้พร้อมตั้งแต่จุดเริ่มต้นของบทนี้แล้วคุณจะได้รับการพัฒนาความเข้าใจที่ซับซ้อนความก้าวหน้าของอุณหภูมิและความร้อน คุณควรจะพัฒนารูปแบบสำคัญที่ประกอบด้วยอนุภาคที่สั่น ( กระดิกเกี่ยวกับตำแหน่งคงที่ ) , แปลเอกสาร ( ย้ายจากสถานที่หนึ่งไปยังอีก ) และหมุน ( หมุนเป็นแกนจินตภาพ ) การเคลื่อนไหวเหล่านี้ให้อนุภาคจะมีพลังงานจลน์อุณหภูมิคือการวัดปริมาณเฉลี่ยของพลังงานจลน์ครอบงำโดยอนุภาคในตัวอย่างเรื่อง เพิ่มเติมที่อนุภาคสั่น แปล และ หมุน ยิ่งอุณหภูมิของวัตถุ นายหวังใช้ความเข้าใจในความร้อนของการไหลของพลังงานจากอุณหภูมิที่สูงขึ้น เพื่อลดอุณหภูมิของวัตถุวัตถุมันเป็นอุณหภูมิที่แตกต่างระหว่างสองประเทศเพื่อนบ้าน ทำให้วัตถุที่ถ่ายโอนความร้อนนี้ ความร้อนถ่ายโอนต่อไปจนกว่าวัตถุสองถึงสมดุลความร้อนและที่อุณหภูมิเดียวกัน การสนทนาของการถ่ายเทความร้อนได้รับรอบโครงสร้างบางทุกวันตัวอย่างเช่นความเย็นของแก้วกาแฟร้อนและร้อนเย็นสามารถของป๊อป ในที่สุดเราได้สำรวจความคิดการทดลองที่เป็นโลหะสามารถที่มีน้ำร้อนอยู่ภายในเป็นโฟม ถ้วยที่มีน้ำที่เย็น ความร้อนจะถูกโอนจากน้ำร้อนน้ำเย็นจนทั้งสองตัวอย่างมีอุณหภูมิเดียวกัน
ตอนนี้เราควรจะสอบสวนบางส่วนของคำถามต่อไปนี้ :
- สิ่งที่เกิดขึ้นในระดับอนุภาคที่พลังงานจะถูกถ่ายโอนระหว่างวัตถุสอง
- ทำไมสมดุลความร้อนเสมอก่อตั้งขึ้นเมื่อสองวัตถุที่ถ่ายโอนความร้อน ?
- ทำงานอย่างไรการถ่ายเทความร้อนภายในกลุ่มของวัตถุ
- มีมากกว่าหนึ่งวิธีของการถ่ายโอนความร้อน ? ถ้าเป็นเช่นนั้น แล้วพวกเขาที่คล้ายกันและแตกต่างจากคนอื่น ?







HF - อนุภาควิว
เราเริ่มต้นการสนทนาของเราโดยการกลับไปของเราคิดว่าการทดลองที่เป็นโลหะสามารถที่มีน้ำร้อนอยู่ภายในเป็นโฟม ถ้วยที่มีน้ำที่เย็น ความร้อนจะถูกโอนจากน้ำร้อนน้ำเย็นจนทั้งสองตัวอย่างมีอุณหภูมิเดียวกัน ในตัวอย่างนี้ถ่ายโอนความร้อนจากน้ำร้อนผ่านโลหะได้ถึงน้ำหนาวคือบางครั้งเรียกว่าศาสนา การไหลของความร้อนที่สามารถเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนของความร้อนจากสถานที่หนึ่งไปยังอีกในการขาดของวัสดุใด ๆ การไหล ไม่มีอะไรทางกายภาพหรือวัสดุย้ายจากน้ำร้อนน้ำเย็น แต่พลังงานจะถูกโอนจากน้ำร้อนน้ำเย็นนอกจากการสูญเสียพลังงาน ไม่มีอะไรหนีจากน้ำร้อน และนอกจากจะได้รับพลังงาน ไม่มีอะไรใส่น้ำเย็น มันเกิดขึ้นได้ยังไงเนี่ย ? อะไรคือกลไกที่ทำให้การไหลของความร้อนที่สามารถเป็นไปได้หรือไม่
คำถามแบบนี้เป็นคำถามระดับอนุภาค เข้าใจคำตอบ เราต้องคิดถึงเรื่องที่ประกอบด้วยอนุภาคเล็ก ๆอะตอมโมเลกุลและไอออน อนุภาคเหล่านี้อยู่ในการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง ; นี้จะช่วยให้พวกเขาพลังงานจลน์ ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ในบทนี้ อนุภาคเหล่านี้ไปทั่วพื้นที่ของคอนเทนเนอร์ ชนกันกับแต่ละอื่น ๆและกับผนังของภาชนะบรรจุของพวกเขา นี้เรียกว่าพลังงานจลน์ และแปลเป็นรูปแบบหลักของพลังงานจลน์สำหรับก๊าซและของเหลวแต่อนุภาคเหล่านี้ยังสามารถสั่นเกี่ยวกับตำแหน่งที่คงที่ นี้จะช่วยให้อนุภาคพลังงานการสั่นและเป็นหลักรูปแบบของพลังงานจลน์สำหรับของแข็ง ใส่มากเพียง , เรื่องประกอบด้วย wigglers น้อยและน้อยไส้กรอก . การ wigglers ที่อนุภาคสั่นเกี่ยวกับตำแหน่งที่คงที่ พวกเขามีการสั่นของพลังงานจลน์ส่วนไส้กรอกนั้น อนุภาคที่เคลื่อนที่ผ่านภาชนะที่มีแปลพลังงานจลน์ของชนกับผนังภาชนะ .
ผนังภาชนะแสดงจำนวนของตัวอย่างของปัญหา เช่นเดียวกับขอบเขตของทรัพย์สินของคุณ ( เช่นอสังหาริมทรัพย์ ) มากที่สุดส่วนขยายของทรัพย์สิน