ตามวิทยาศาสตร์ ความร้อนเป็นพลังงานที่ไหลจากอุณหภูมิสูงไปยังอุณหภูมิต่ำระหว่างวัสดุและวัตถุที่แตกต่างกัน พลังงานความร้อนเป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นพลังงานความร้อน แคลอรี่ และจูลเป็นหน่วยวัด ความร้อนจำเพาะและความร้อนที่สัมผัสได้เป็นพลังงานความร้อนหรือพลังงานความร้อนสองประเภท
ความร้อนจำเพาะกับความร้อนที่สัมผัสได้
ความแตกต่างระหว่างความร้อนจำเพาะและความร้อนที่สัมผัสได้คือ ความร้อนจำเพาะจะเร่งอุณหภูมิของสารหนึ่งกรัมให้เร็วขึ้นหนึ่งองศาเซลเซียส ในขณะที่ Sensible Heat คือความร้อนที่ร่างกายมนุษย์รู้สึกอันเป็นผลมาจากความแตกต่างของอุณหภูมิ
ตามชื่อที่ระบุ ความร้อนจำเพาะหมายถึงปริมาณพลังงานที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิของสารในปริมาณหนึ่ง จากการค้นพบของนักวิทยาศาสตร์ วัสดุต่างๆ ที่มีมวลเท่ากันนั้นต้องการความร้อนในปริมาณที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้อุณหภูมิเท่ากัน ในแง่ของของเหลว เช่น จากน้ำและนมที่มีมวลเท่ากัน น้ำต้องการความร้อนมากกว่าเพื่อให้ได้อุณหภูมิที่ต้องการเมื่อเทียบกับนม
ความร้อนที่รับรู้ได้ ตามชื่อหมายถึงความร้อนชนิดหนึ่งที่ร่างกายมนุษย์สามารถสัมผัสได้เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิของวัตถุและวัสดุต่างๆ ตัวอย่างเช่น มนุษย์สามารถบอกความแตกต่างระหว่างน้ำแข็งกับอุณหภูมิของน้ำปกติได้เพียงแค่สัมผัส
ตารางเปรียบเทียบระหว่างความร้อนจำเพาะกับความร้อนที่สัมผัสได้
| พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ | ความร้อนจำเพาะ | ความร้อนที่เหมาะสม |
| ความหมาย | หมายถึงปริมาณพลังงานที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิของสารปริมาณหนึ่ง | ความร้อนที่สัมผัสได้คือความร้อนชนิดหนึ่งที่ร่างกายมนุษย์สามารถรับรู้ได้เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิของวัตถุและวัสดุต่างๆ |
| สมการ | ความร้อนจำเพาะ = พลังงานเป็นจูล หารด้วยมวล x การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ | ความร้อนที่เหมาะสม = 1.08 x อัตราการไหลของอากาศเข้าจากภายนอก x การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ |
| หน่วย | แคลอรี่หรือจูลต่อกรัมต่อองศาเซลเซียส | จูลต่อกิโลกรัมเคลวิน |
| ข้อตกลงกับ | ความร้อนจำเพาะหรือพลังงานของสาร | ความแตกต่างของอุณหภูมิที่มนุษย์สัมผัสได้ระหว่างวัตถุและวัสดุที่แตกต่างกัน |
| ความสำคัญ | มีบทบาทสำคัญในการพิจารณาว่าต้องใช้ความร้อนเท่าใดสำหรับวัตถุหรือวัสดุเฉพาะ | มีบทบาทสำคัญในระบบทำความเย็น |
ความร้อนจำเพาะคืออะไร?
ความร้อนจำเพาะถูกกำหนดให้เป็นปริมาณความร้อนหรือพลังงานที่ต้องการสำหรับวัตถุที่แตกต่างกันตามลำดับของวัสดุ สารต่างๆ ต้องการความร้อนในปริมาณที่แตกต่างกันเพื่อให้มีอุณหภูมิ 1 องศาเซลเซียส นี่เป็นการค้นพบที่สำคัญมากของนักวิทยาศาสตร์ในการทำความเข้าใจความร้อนจำเพาะของทั้งน้ำและอากาศ และความแตกต่างของความร้อนจำเพาะจะอยู่ที่ประมาณหนึ่งในสี่ ความรู้ดังกล่าวมีความสำคัญต่อการพัฒนาความรู้เกี่ยวกับระบบทำความร้อน การระบายอากาศ และระบบปรับอากาศที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อระบบ HVAC ระบบนี้มีหน้าที่ในการเคลื่อนย้ายอากาศภายในอาคารและนอกอาคาร จูลต่อเคลวินต่อกิโลกรัมคือหน่วย Système international (SI) สมการคำนวณความร้อนจำเพาะคือพลังงานเป็นจูลหารด้วยผลคูณของมวลของสารและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
สมการความร้อนจำเพาะ
C= Q/(ความแตกต่าง M x T)
ที่ไหน
C= ความร้อนจำเพาะ
Q = พลังงาน
M= มวล
T ความแตกต่าง - ความแตกต่างของอุณหภูมิ
ตัวอย่างเช่น,
ชิ้นส่วนของวัสดุที่มีน้ำหนัก 200 กรัมมีพลังงาน 19990 J และถูกทำให้ร้อนจากอุณหภูมิ 100 องศาถึง 200 องศา ค้นหาความร้อนจำเพาะ
ดังนั้น ที่นี่
ม= 200
Q=19990 J
ความแตกต่าง T = 200-100 = 100 องศา C
C= 1990/(200 x 100) = 0.9995 J/g0ค
0.9995 J/g0C ความร้อนจำเพาะต้องการความร้อน 200 กรัมของวัสดุที่มีความจุความร้อน 1990 J
ความร้อนที่เหมาะสมคืออะไร?
คำว่า "ความร้อนที่สัมผัสได้" หมายถึงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่เกิดจากร่างกายมนุษย์เพียงแค่สัมผัสวัสดุหรือสิ่งของต่างๆ ในกรณีนี้เฟสของวัสดุจะไม่เปลี่ยนแปลง นอกจากนี้ยังสามารถวัดความแปรผันของอุณหภูมิได้ด้วยเทอร์โมมิเตอร์ ความสำคัญของ Sensible Heat คือการทำความเข้าใจระบบทำความเย็นในระบบ HVAC ความร้อนดังกล่าวสามารถสัมผัสได้ง่ายขณะอาบแดด
จูลต่อเคลวินต่อกิโลกรัม, J⋅kg−1⋅K−1 เป็นหน่วย Système international (SI) สมการ Sensible Heat เป็นผลคูณ 1.08 อัตราการไหลของอากาศเข้าจากภายนอกและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
สมการของความร้อนที่เหมาะสม
ความร้อนที่เหมาะสม = 1.08 x อัตราการไหลของอากาศจากภายนอก x การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
สำหรับตัวอย่าง
ปริมาณลมจากภายนอก 200 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก 100 องศาเซลเซียส เป็น 200 องศาเซลเซียส ค้นหาความร้อนที่เหมาะสม?
การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ = 200-100= 100 องศาเซลเซียส
ความร้อนที่เหมาะสม= 1.08 x 200 x 100 = 21600 J⋅kg−1⋅K−1
21600 J⋅kg−1⋅K−1 คือความร้อนที่รับรู้ได้เมื่ออากาศจากภายนอกไหลผ่าน 200 ภายใต้การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส
ความแตกต่างหลักระหว่างความร้อนจำเพาะและความร้อนที่สัมผัสได้
บทสรุป
ความร้อนจำเพาะและความร้อนที่สัมผัสได้เป็นพลังงานความร้อนประเภทหนึ่ง และทั้งสองมีความสำคัญต่อระบบทำความเย็นในจักรวาลนี้ ด้วยความเข้าใจความร้อนทั้งสองประเภท ระบบ HVAC จึงสามารถตีความได้ดีขึ้น ความร้อนจำเพาะแสดงถึงความร้อนที่จำเป็นสำหรับสารที่อุณหภูมิต่างกัน ขณะที่ Sensible Heat แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเพียงแค่สัมผัสด้วยมือเท่านั้น
