ความแตกต่างระหว่างความร้อนจำเพาะและค่าการนำความร้อน (พร้อมตาราง)

ความร้อนจำเพาะหมายถึงปริมาณพลังงานความร้อนทั้งหมดที่สารหนึ่งหน่วยต้องการเพื่อเพิ่มอุณหภูมิขึ้น 1°C ในทางกลับกัน ค่าการนำความร้อนคือความสามารถของวัสดุที่กำหนดในการถ่ายโอนหรือนำพลังงานความร้อนผ่าน

ความร้อนจำเพาะกับค่าการนำความร้อน

ความแตกต่างระหว่างความร้อนจำเพาะและค่าการนำความร้อนคือ ความร้อนจำเพาะหมายถึงปริมาณพลังงานความร้อนที่สาร (โดยทั่วไป 1 กรัมหรือ 1 กิโลกรัม) ต้องการเพื่อเพิ่มอุณหภูมิของมันขึ้น 1°C ในขณะที่ค่าการนำความร้อนเป็นตัววัดอัตรา ที่พลังงานความร้อนไหลผ่านวัสดุที่กำหนด

ความร้อนจำเพาะโดยทั่วไปจะวัดเป็นแคลอรีหรือจูลต่อกรัมต่อองศาเซลเซียส ในบางครั้ง อัตราส่วนของความจุความร้อนจำเพาะของสารที่อุณหภูมิหนึ่งๆ กับอัตราส่วนของสารอ้างอิงที่อุณหภูมิอ้างอิงจะเรียกว่าความร้อนจำเพาะเช่นกัน สูตรคำนวณความร้อนจำเพาะคือ

c = ΔQ ม. ΔT

ที่ไหน

c หมายถึงความร้อนจำเพาะของสาร

ΔQ หมายถึงความร้อนที่ได้รับหรือสูญเสียโดยสาร

m หมายถึงมวลของสารและ

ΔT หมายถึงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิของสาร

การนำความร้อนเป็นหนึ่งในสามกระบวนการของการพาความร้อน การนำความร้อน และการแผ่รังสี มีหน่วยเป็น วัตต์ต่อเมตร เคลวิน ค่าการนำความร้อนขึ้นอยู่กับปัจจัยบางอย่าง เช่น อุณหภูมิ ความชื้น และความหนาแน่นของวัสดุ

K = (QL)/(A ΔT)

ที่ไหน

K หมายถึงค่าการนำความร้อน (W/m.K)

Q หมายถึงปริมาณความร้อนที่ถ่ายโอนผ่านวัสดุ (จูล/วินาทีหรือวัตต์)

L หมายถึงระยะห่างระหว่างระนาบไอโซเทอร์มอลสองระนาบ

A หมายถึงพื้นที่ผิว (ตารางเมตร) และ

ΔT หมายถึงความแตกต่างของอุณหภูมิ (เคลวิน)

ตารางเปรียบเทียบระหว่างความร้อนจำเพาะและค่าการนำความร้อน

พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ	ความร้อนจำเพาะ	การนำความร้อน
คำนิยาม	ความร้อนจำเพาะหมายถึงปริมาณพลังงานความร้อนทั้งหมดที่สารหนึ่งหน่วยต้องการเพื่อเพิ่มอุณหภูมิขึ้น 1°C	ค่าการนำความร้อนหมายถึงความสามารถของวัสดุที่กำหนดในการถ่ายโอนพลังงานความร้อนไปทั่ว
สัญลักษณ์	ความร้อนจำเพาะมักจะแสดงเป็น c พี หรือ ส.	ค่าการนำความร้อนแสดงโดย K
หน่วย	ความร้อนจำเพาะมักจะวัดเป็นแคลอรีหรือจูลต่อกรัมต่อองศาเซลเซียสหรือเคลวิน (J/(kg K) หรือ J/(kg °C)	หน่วยของการนำความร้อนคือ วัตต์ต่อเมตรเคลวิน (W/(m⋅K))
สูตร	c = ΔQ ม. ΔT	K = (QL)/(A ΔT)
ปัจจัยที่มีอิทธิพล	ความร้อนจำเพาะขึ้นอยู่กับชนิดและเฟสของสาร	การนำความร้อนขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและทิศทางการถ่ายเทความร้อนเป็นหลัก
ค่าทดลองสำหรับสารประกอบบางชนิด	ความร้อนจำเพาะของน้ำคือ 4, 186 จูลต่อกิโลกรัมต่อองศาเซลเซียส ในขณะที่ความร้อนของไม้อยู่ที่ 1,700 จูลต่อกิโลกรัมต่อองศาเซลเซียส	ค่าการนำความร้อนของน้ำที่ 0 °C คือ 0.5610 W/(m K) ในขณะที่ไม้คือ 0.12–0.04 W/(m k)
แอปพลิเคชั่น	สารที่มีความจุความร้อนจำเพาะต่ำใช้ในเครื่องครัว เช่น กาต้มน้ำและกระทะทอด	วัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูงมักใช้ในงานระบายความร้อน ในขณะที่วัสดุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำจะใช้เป็นฉนวนความร้อน

ความร้อนจำเพาะคืออะไร?

ความร้อนจำเพาะเรียกอีกอย่างว่า ความจุความร้อนสูง. นอกจากนี้ยังอาจหมายถึงอัตราส่วนของความจุความร้อนจำเพาะของสารที่อุณหภูมิที่กำหนดใดๆ กับอัตราส่วนของสารอ้างอิงที่อุณหภูมิอ้างอิง ความร้อนจำเพาะของสารสามารถคำนวณน้ำหนักอะตอมของสารประกอบได้ ค่าความร้อนจำเพาะจะขึ้นอยู่กับเฟสและคุณสมบัติของสารเสมอ และค่าเหล่านี้จะถูกวัดโดยสังเกตจากประสบการณ์และพร้อมสำหรับการอ้างอิง

สารที่มีความจุความร้อนจำเพาะต่ำใช้ในเครื่องครัว เช่น กาต้มน้ำ หม้อ กระทะทอด และอื่นๆ นี่เป็นเพราะว่าเมื่อใช้ความร้อนเพียงเล็กน้อย สารเหล่านี้จะร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว ความร้อนจำเพาะใช้ในการสร้างที่จับ (ที่จับหม้อหุงข้าวและกาต้มน้ำ) ฉนวนและฝาครอบเตาอบด้วย เพราะสังเกตการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเพียงเล็กน้อย แม้จะโดนความร้อนปริมาณมากก็ตาม

การนำความร้อนคืออะไร?

การนำความร้อนเกิดขึ้นจากการกวนโมเลกุลภายในสารที่กำหนด นั่นคือพลังงานความร้อนถูกขนส่งเนื่องจากการเคลื่อนที่ของโมเลกุลแบบสุ่ม วัสดุเช่นอลูมิเนียม ทองแดง และเงินมีค่าการนำความร้อนสูงและจึงเป็นตัวนำความร้อนที่ดี วัสดุต่างๆ เช่น ไม้ อลูมินา โพลียูรีเทน และโพลีสไตรีนมีค่าการนำความร้อนต่ำ วัสดุดังกล่าวเป็นฉนวนความร้อน

ค่าการนำความร้อนของสารจะแตกต่างกันไปเมื่อสารเปลี่ยนจากเฟสหนึ่งไปอีกเฟสหนึ่ง ตัวอย่างเช่น ค่าการนำความร้อนของน้ำแข็งจะเปลี่ยนแปลงเมื่อละลายเป็นน้ำ

ความแตกต่างหลักระหว่างความร้อนจำเพาะและค่าการนำความร้อน

บทสรุป

แนวคิดเรื่องความร้อนจำเพาะใช้ในการผลิตเครื่องใช้สำหรับทำอาหาร ใช้สารที่มีความร้อนจำเพาะต่ำเพื่อการนี้ ค่าการนำความร้อนใช้เพื่อค้นหาวัสดุฉนวนและวัสดุที่ใช้สำหรับงานระบายความร้อน โลหะที่มีค่าการนำความร้อนสูง เช่น ทองแดง มีค่าการนำไฟฟ้าสูงเช่นกัน การถ่ายเทความร้อนเกิดขึ้นในอัตราที่สูงขึ้นในวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูง เมื่อเทียบกับวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ

อ้างอิง