หน้าปกหนังสือ

มัธยมปลาย

All

ฟิสิกส์

ความร้อน🔥 Part 1

222

Mychaa☀️

มัธยมปลาย All

บทที่ 10 : ความร้อน 🔥
-อุณหภูมิ
-สมมูลกลความร้อน
-ปริมาณทาง Macroscopic
-ปริมาณทาง Microscopic
-การเทียบอุณหภูมิ
-การศึกษาปริมาณทางความร้อน

2025.09.07 公開

ความคิดเห็น

ยังไม่มีความคิดเห็น

ノートテキスト

ページ1:

1 ความร้อน
บทที่ (ID)
10
ในการศึกษาปรากฏการณ์ทางความร้อน เราจะศึกษาเรื่องอุณหภูมิก่อน และต่อไป เราจะ
ศึกษาปรากฏการณ์อื่นๆ เช่น พลังงานจลน์ของแก๊ส เป็นต้น
1 อุณหภูมิ
เป็นปริมาณทางสเกลาร์ชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นคุณสมบัติ ทางเทอร์โมไดนามิคส์
สภาวะ “สมดุลทางความร้อน” จะต้องมีเงื่อนไขที่สำคัญคือ อุณหภูมิจะต้องเท่ากัน
John Locke เสนอในปี 1890 ว่าการสัมผัสเป็นวิธีที่ง่ายที่สุด ในการบอกว่าวัตถุใด ร้อน
หรือเย็นแต่วิธีนี้ผิดพลาดได้มาก โดยให้คนเดียวจุ่มมือข้างหนึ่งในน้ำที่ค่อนข้างร้อน, อีกมือหนึ่งจุ่มใน
น้ำเย็นจัด เมื่อจุ่มมือทั้งสองในน้ำธรรมดา มือแรกจะรู้สึกเย็น แต่มือที่สองจะรู้สึกร้อนทั้งที่จุ่มในน้ำ
ธรรมดาในภาชนะเดียวกัน
อุณหภูมิต่ำกว่า
ความร้อนเป็นพลังงานรูปหนึ่ง ซึ่งจะถ่ายเทจากเทหวัตถุที่มีอุณหภูมิสูง ไปสู่เทหวัตถุที่มี
เมื่อระบบ 2 ระบบที่มีอุณหภูมิต่างกันวางใกล้กัน อุณหภูมิสุดท้ายจะอยู่ระหว่างอุณหภูมิเดิม
ของระบบทั้งสอง
Count Rumford นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันเป็นคนแรกที่ให้เหตุผลชัดเจนว่าความร้อน
ไม่ใช่สาร, เขาค้นพบว่า ในการเจาะปากกระบอกปืน จะเกิดความร้อนมาก ต้องกรอกน้ำเต็มรูกระบอกปืน
ตลอดเวลา เพื่อชดเชยน้ำส่วนที่เดือดเป็นไอออกไป
Count Rumford สรุปว่าต้นกำเนิดความร้อนเกิดจากการเสียดสี ซึ่งจะให้ความร้อนออก
มาอย่างไม่หยุด
James Joule เป็นผู้ทดลองให้เห็นจริงว่า พลังงานกลเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนได้
Helmholtz สรุปว่า ไม่เพียงแต่การเปลี่ยนแปลงไปมาระหว่างความร้อนกับพลังงานกลเท่านั้น
พลังงานรูปอื่นๆ จะสูญหายไปได้ ก็ต่อเมื่อมีพลังงานรูปอื่นเกิดขึ้นมาแทนเท่านั้น
2 สมมูลกุลความร้อน
Joule เป็นคนแรกที่ทำการทดลองวัด พลังงานกลที่มีค่าเท่ากับพลังงานความร้อน เขา
ได้ทดลองว่า “พลังงานกล 4,185 จูล เมื่อเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อน จะทำให้น้ำ 1 กิโลกรัมมี
อุณหภูมิเปลี่ยนจาก 14.5 C เป็น 15.5 C
1˚C

ページ2:

138 Hi-ED'S SERIES
คู่มือเตรียมสอบ ฟิสิกส์ ม.5 เทอม 1
นั่นคือ 1 กิโลแคลอรี่
= 4,185 จุล
=
4.185 จุล
หรือ 1 แคลอรี
พลังงานกล (พลังงานจลน์ + พลังงานศักย์) เมื่อเกิดขึ้นมาก็จะแปรเปลี่ยนเป็นพลังงาน
รูปอื่นได้ เช่น เป็นพลังงานเสียง, พลังงานแสง, พลังงานความร้อน
*
จากการทดลองพบว่า พลังงานกลขนาด 4.185 จูลจะทำให้เกิดพลังงานความร้อน 1 แคลอรี่
* ในการคำนวณเรื่องความร้อนนี้ เราถือว่าพลังงานกลทั้งหมดจะเปลี่ยนเป็นพลังงานร้อน
ทั้งหมด (ถ้าโจทย์ไม่กำหนดเป็นอย่างอื่น)
3 ปริมาณทาง MACROSCOPIC
อุณหภูมิ (T)
ใช้เครื่องมือวัดค่า
ออกมาได้เลย
เป็นปริมาณที่สามารถวัดได้ให้เป็นจริง จากการทดลอง เช่น ความดัน (P), ปริมาตร (V),
4 ปริมาณทาง MICROSCOPIC
เป็นปริมาณที่ใช้เทคนิคทางคณิตศาสตร์ และสถิติเข้าศึกษา เช่น ความเกี่ยวข้องระหว่าง
อุณหภูมิ กับพลังงานจลน์ของโมเลกุล เป็นต้น วิชาที่ศึกษาทาง microscopic เช่น statistical physics,
probability
5 การเทียบอุณหภูมิ (TEMPERATURE)
อุณหภูมิ หมายถึง “ค่าอย่างหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับพลังงานจลน์ของโมเลกุลของระบบ” หรือ
กล่าวอีกอย่างหนึ่งว่า
อุณหภูมิ คือ “ระดับของความร้อน”
สำหรับเครื่องมือที่ใช้ สำหรับวัดอุณหภูมิ เราเรียกว่า “เทอร์โมมิเตอร์” โดยอุณหภูมิที่ใช้
เป็นมาตรฐานในการแบ่งสเกลของเทอร์โมมิเตอร์แต่ละชนิด คือ
1. จุดเดือด (Boiling Point) คือจุดเดือดของน้ำบริสุทธิ์ที่ความดัน 1 บรรยากาศ จุดเดือด
นี้อาจจะเรียกชื่ออีกชื่อหนึ่งว่า “ จุดควบแน่น” 60 100 c
2. จุดเยือกแข็ง (Freezing Point) คือจุดเยือกแข็งของน้ำบริสุทธิ์ที่ความดัน 1 บรรยากาศ
จุดเยือกแข็ง อาจเรียกชื่ออีกชื่อหนึ่งว่า “จุดหลอมเหลว” ice of c
เทอร์โมมิเตอร์ แบ่งเป็น 4 ชนิด คือ
1. แบบเซลเซียส แบ่งสเกลไว้ 100 ช่อง มีจุดเยือกแข็ง 0°C จุดเดือด 100 °C
2. แบบฟาเรนไฮต์ แบ่งเป็นสเกลไว้ 180 ช่อง มีจุดเยือกแข็ง 32°F จุดเดือด 212 F
3. แบบโรเมอร์ แบ่งสเกลไว้ 80 ช่อง มีจุดเยือกแข็ง 0 R จุดเดือด 80 R
4. แบบสัมบูรณ์หรือเคลวิน แบ่งสเกลไว้ 100 ช่อง มีจุดเยือกแข็ง 273 K จุดเดือด 373 K

ページ3:

Termoniter C ทรงกลด (3)
จาก X - F. P.
B. P.
500
3=480
F. P.
400
B. P.-F.P.
= 480-400
500-400
= 80
100
เทียบสมการ (ไม่ x 20)
CF-32
R= k-273
100
180
80
100
S = 480
C
C
..
Have
good
hoday
X 20
80
S
1 เทียบ
€ =
= F-32 R = K-273
80
; C = 80
5
F-32 =
F
9
R
=
80
80
; F = 112
S
Ⓡ £· 10 ; R = 64
k
5
① K-273 : 30
80
;
k = 353
5

ページ4:

6 การ กษาปริมาณทางความร้อน
สิ่งต่อไปนี้
เพื่อความสะดวกในการวัดพลังงานความร้อนที่ไหลเข้าและออกจากระบบนี้ เราจะศึกษา
HER C (Big)
1. ความจุความร้อน (HEAT CAPACITY) ของวัตถุ
ความจุความร้อน หมายถึง ปริมาณพลังงานความร้อนที่จะทำให้วัตถุนั้นมีอุณหภูมิเปลี่ยน
ไป 1 หน่วยองศา
เช่น ในการทำให้เหล็กก้อนหนึ่งมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 C ต้องใช้ความร้อน 1.13 Cal ก็
เรียกว่าเหล็กมีความจุความร้อน 1.13 Call C
C, S
2. ความจุความร้อนจำเพาะของวัตถุ (SPECIFIC HEAT CAPACITY)
ความจุความร้อนจําเพาะของวัตถุ หมายถึง ปริมาณพลังงานความร้อนที่จะทำให้วัตถุนั้น
มวล 1 หน่วย มีอุณหภูมิเปลี่ยนไป 1 หน่วยองศา
เช่น ในการทำตะกั่วมวล 1 กรัม มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 °C ต้องให้ความร้อนกับตะกั่ว 0.031
แคลอรี่ ก็เรียกว่า ตะกั่วมีความจุความร้อนจำเพาะ 0.031 Cal/g C
ในการคำนวณใช้ c เป็นสัญลักษณ์ แทนความจุความร้อนจำเพาะของวัตถุ, C หน่วยเป็น
พลังงาน มวล-อุณหภูมิ
พิสูจน์สูตร
วัตถุมวล m กรัม ก้อนหนึ่ง เดิมอุณหภูมิ : C ต่อมาวัตถุมีอุณหภูมิเป็น
C จงหาปริมาณ
ความร้อนที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงนี้ กำหนดความจุความร้อนวัตถุ C แคลอรี่, C และค่าความจุ
ความร้อนจำเพาะของวัตถุ c แคลอรี่, C
จากนิยามความจุความร้อนจําเพาะ
จาเมาะ
วัตถุมวล 1 กรัม ถ้าอุณหภูมิเปลี่ยนไป 1 C ต้องใช้ความร้อน - แคลอรี่
วัตถุมวล m กรัม ถ้าอุณหภูมิเปลี่ยนไป 1 °C ต้องใช้ความร้อน mc แคลอรี่
วัตถุมวล m กรัม ถ้าอุณหภูมิเปลี่ยนไป (t, -1) ต้องใช้ความร้อน mc t - t) แคลอรี่
ความร้อนที่ทำให้เกิดมีการเปลี่ยนอุณหภูมิ = mct, - 1) แคลอรี่
Q = mcAT AT คือ อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง
C (hof all)
-Q-CAT
; C (J/K)
- Q = MCAT ; c (J/kg.c)
mcAT
(J/kg. k)
C= ค.ร้อน all
c = ค.ร้อน /1 หน่วย

ページ5:

Hi-ED'S SERIES 139
บทที่ 10 ความร้อน
C
F
R
K
X
จุดเดือด
100°C
212°F
80°F
373 K
B.P
ค่าที่อ่านได้
C
F
R
K
X
จุดเยือกแข็ง --
0°C
จะได้ว่า
C F - 32 R
=
100
180
32 °F
O'R
273 K
F.P
K - 273
x - F.P.
=
=
80
100
B.P. - F.P.
a
(เทียบอัตราส่วน)
X 20 ทง สมการ
F.P. คือ Freezing Point หรือจุดเยือกแข็ง
B.P. คือ Boiling Point หรือจุดเดือด
หมายเหตุ 1. X คือค่าที่อ่านได้
F-32 R
=
=
=
k-273
5
2. อุณหภูมิที่เราใช้อยู่บ่อยๆ ในชั้นนี้ คือแบบเซลเซียสกับแบบเคลวิน ซึ่งสัมพันธ์กันคือ
K
= 273 + °C
1. อุณหภูมิอากาศที่แห่งหนึ่ง ในวันหนึ่งมีค่า x เซลเซียส ซึ่งมีค่าเท่ากับ 2x ฟาเรนไฮต์ พอดี, x มี
ค่าตัวเลขเท่าใด
เฉลย
แนวคิด
F
เทียบอัตราส่วน
100'
.212°
C - 0
100 -0
F - 32
=
212 - 32
xC
2x F
X -0
=
100 0
0:
32°
2X - 32
212 - 32
.. X = 160 °C
2. วัตถุหนึ่งมีอุณหภูมิเมื่ออ่านเป็นองศาเซลเซียส (celsius) ได้ x C และเมื่ออ่านเป็นองศาฟาเรนไฮต์
(fahrenheit) ได้ 10x F, จงหาค่าของ x
เฉลย
แนวคิด
'C
100
H
0
32
*F
212
C - 0
100 - 0
=
F - 32
212-32
10x - 32
HI P
9
9x = 50x - 160
…. x = 3.9 °C

ページ6:

3. ความร้อนแฝงของวัตถุ หมายถึง ค่าพลังงานความร้อนที่ทำให้วัตถุทั้งก้อนเปลี่ยนสถานะ
โดยอุณหภูมิไม่เปลี่ยน
4. ความร้อนแฝงจำเพาะของวัตถุ หมายถึง ค่าพลังงานความร้อนที่ทำให้วัตถุมวล 1 หน่วย
เปลี่ยนสถานะโดยอุณหภูมิไม่เปลี่ยน
แค่ 1 น.
เช่น น้ำแข็ง 1 กรัม ถ้าต้องการเป็นน้ำ 1 กรัม แต่อุณหภูมิยังคง 0 °C ต้องรับความร้อน
เข้ามา 80 แคลอรี่ ก็เรียกว่า น้ำแข็งมีความร้อนแฝงจำเพาะ 80 แคลอรี่/กรัม
.. Q = mL
L = ความร้อนแฝงจำเพาะของวัตถุ
จะเห็นว่าจากกระบวนการ ISOCHORIC เรานำมาดัดแปลงในกฎข้อที่ 1 ของ THERMO-
DYNAMICS และนำมาศึกษาหาพลังงานความร้อนที่ถ่ายเทเข้าหรือออกจากระบบได้โดยตรง
ตารางแสดงค่าความร้อนแฝงจำเพาะของสารบางอย่าง
สาร
ความร้อนแฝงจำเพาะ (จูล/กก.)
นาแข่ง
(หลอมเหลว)
333 x 10
น่า
(กลายเป็นไอ)
2,256 x 103
เงิน
(หลอมเหลว)
88.3 × 103
ปรอท
(กลายเป็นไอ)
272 x 10
เอธิลแอลกอฮอล์ (กลายเป็นไอ)
854 X 10°
ตะกั่ว
(หลอมเหลว)
24.5 x 103
ตารางแสดงค่าความจุความร้อนจำเพาะของสารบางอย่าง
สาร
ค่าความร้อนจําเพาะ
จูล/กิโลกรัม C | แคลอรี่/กรัม C
ใช้แทน
อะลูมิเนียม
899.78
กันได้ 0.215
คาร์บอน
506.38
0.121
ทองแดง
386.28
0.092
ตะกั่ว
127.64
0.031
เงิน
236.03
0.056
ทังสเตน
134.34
0.032
นา
4,185.00
1.000

ページ7:

พิจารณาการเปลี่ยนแปลงจากน้ำแข็งเปลี่ยนเป็นน้ำ และจากน้ำเดือดกลายเป็นไอต่อ
อุณหภูมิระหว่างการเปลี่ยนแปลงเป็นดังนี้
A อุณหภูมิ (°)
Q = Le
ไอนํา
100
Q=ML
Q=MCAT
นำ
thana stisus
T- น้ำแข็ง
Q = MCAT
Q=MCAT
L
C, L คนละตัว
ห้ามรวม!
เวลา
Q=MCAT
ไม่ใช้ติดกัน ใช้สลับกัน

ページ8:

เอกสารประกอบการสอนวิชาฟิสิกส์ เรื่องความร้อน เรียบเรียงโดยนายบุญเกิด ยศรุ่งเรือง www.krookird.com หน้า 24
18.1.4 การถ่ายโอนความร้อน
ความร้อนจะถ่ายโอนจากสิ่งที่มีอุณหภูมิสูง ไปสู่สิ่งที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าเสมอ เราพอจะแบ่งการถ่าย
โอนความร้อนได้ดังนี้
1. การนำ เกิดในของแข็ง โมเลกุลส่งพลังงานความร้อนต่อ ๆ กันไปเป็นทอด ๆ
2. การพา เกิดในของเหลวและแก๊ส โมเลกุลของตัวกลางพาความร้อนไป
3. การแผ่รังสี ไม่ต้องอาศัยตัวกลาง
แบบฝึกหัด 18.1
1. จงหาพลังงานความร้อนที่ทำให้เหล็กมวล 200 กรัม ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส มีอุณหภูมิสูงขึ้นเป็น
70 องศาเซลเซียส (ความจุความร้อนจำเพาะของเหล็ก = 450 J/kg°C )
2. จงหาปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำแข็งมวล
น้ำแข็งมวล 250 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสกลายเป็นน้ำหมด และ
สุดท้ายน้ำ 10 กรัมเดือดกลายเป็นไอ ( เมื่อ 6 ของน้ำ = 4.2 kJ/kg°C)
C
=
3. จงหาปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำแข็งมวล 300 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสเดือดจนกลายเป็นไอ
หมด ( เมื่อ c ของน้ำ = 4.2 kJ/kg°C)
4. นำกระดาษมาพับเป็นรูปถ้วย เติมน้ำเย็น 4 องศาเซลเซียส ลงไป 100 มิลลิลิตร แล้วใช้เปลวเทียนลน
ก้นถ้วยกระดาษนั้น จนกระทั่งอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 9 องศาเซลเซียส พลังงานที่ความร้อนที่เปลวเทียน
ถ่ายเทให้มีค่าเท่าไร
5. น้ำตกแห่งหนึ่งสูง 50 เมตร ถ้าพลังงานศักย์ของน้ำตกเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานความร้อนทั้งหมดอุณหภูมิ
ของน้ำที่ปลายน้ำตกจะมีค่าสูงขึ้นเท่าใด
6. ในการทดลองเปลี่ยนรูปพลังงานกลเป็นพลังงานความร้อน โดยใช้กระบอกที่มีค่าความจุความร้อนเป็น
100 J/K มีความยาว 30 cm 1และลูกกลมโลหะที่มีค่าความจุความร้อนเป็น 500 J/kgK มีมวล 100 กรัม
ถ้าต้อการให้อุณหภูมิของลูกกลมและกระบอกที่ใช้บรรจุ สูงขึ้น 1 องศาเซลเซียส จะต้องพลิกกลับ
กระบอกขึ้นลงให้ลูกกลมหล่นในกระบอกอย่างน้อยกี่ครั้ง
7. นำลวดทำความร้อนมีกำลัง 1000 วัตต์ จุ่มลงในน้ำมวล 500 กรัม อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส ถ้ามี
การสูญเสียความร้อนไป 30% อีกนานเท่าใดน้ำจึงจะเริ่มเดือด
8. เครื่องทำน้ำแข็งเครื่องหนึ่งดึงความร้อนจากน้ำ 0 องศาเซลเซียส ด้วยอัตรา 500 จูลต่อวินาที ถ้า
ต้องการทำน้ำแข็ง 2 กิโลกรัม จากน้ำที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส ต้องใช้เวลาเท่าใด
9. ใส่น้ำแข็งมวล 50 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส ลงในน้ำ 200 กรัม ที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส
จะได้อุณหภูมิสุดท้ายเท่าใด
10. ใส่ลูกเหล็กมวล 20 กิโลกรัม อุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียส ลงในน้ำมวล 2 กิโลกรัม อุณหภูมิ 35
องศาเซลเซียส แล้วให้ความร้อนแก่ระบบจนมีอุณหภูมิผสมที่สมดุลเป็น 50 องศาเซลเซียส ถ้าถือว่า
ไม่มีการสูญเสียความร้อนแก่ภาชนะและสิ่งแวดล้อม ความร้อนที่เข้าระบบเป็นเท่าใด

ページ9:

แบบฝึกหัดที่ 1
1. จงหาพลังงานความร้อนที่ทำให้เหล็กมวล 200 กรัม ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส มีอุณหภูมิสูงขึ้นเป็น
70 องศาเซลเซียส ( ความจุความร้อนจำเพาะของเหล็ก = 450 J/ kg°C )
=
2. จงหาปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำแข็งมวล 250 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสกลายเป็นน้ำหมด และ
สุดท้ายน้ำ 10 กรัมเดือดกลายเป็นไอ ( เมื่อ c ของน้ำ = 4.2 kJ/kg°C)
3. จงหาปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำแข็งมวล 300 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสเดือดจนกลายเป็นไอ
หมด ( เมื่อ c ของน้ำ = 4.2 kJ/kg°C)
4. นำกระดาษมาพับเป็นรูปถ้วย เติมน้ำเย็น 4 องศาเซลเซียส ลงไป 100 มิลลิลิตร แล้วใช้เปลวเทียนลน
ก้นถ้วยกระดาษนั้น จนกระทั่งอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 9 องศาเซลเซียส พลังงานที่ความร้อนที่เปลวเทียน
ถ่ายเทให้มีค่าเท่าไร
5. น้ำตกแห่งหนึ่งสูง 50 เมตร ถ้าพลังงานศักย์ของน้ำตกเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานความร้อนทั้งหมดอุณหภูมิ
ของน้ำที่ปลายน้ำตกจะมีค่าสูงขึ้นเท่าใด
5
6. ในการทดลองเปลี่ยนรูปพลังงานกลเป็นพลังงานความร้อน โดยใช้กระบอกที่มีค่าความจุความร้อนเป็น
100 J/K มีความยาว 30 cm และลูกกลมโลหะที่มีค่าความจุความร้อนเป็น 500 J/kgK มีมวล 100 กรัม
ถ้าต้อการให้อุณหภูมิของลูกกลมและกระบอกที่ใช้บรรจุสูงขึ้น 1 องศาเซลเซียส จะต้องพลิกกลับ
กระบอกขึ้นลงให้ลูกกลมหล่นในกระบอกอย่างน้อยกี่ครั้ง
7. นำลวดทำความร้อนมีกำลัง 1000 วัตต์ จุ่มลงในน้ำมวล 500 กรัม อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส ถ้ามี
การสูญเสียความร้อนไป 30% อีกนานเท่าใด จึงจะเริ่มเดือด
8. เครื่องทำน้ำแข็งเครื่องหนึ่งดึงความร้อนจากน้ำ 0 องศาเซลเซียส ด้วยอัตรา 500 จูลต่อวินาที ถ้า
ต้องการทำน้ำแข็ง 2 กิโลกรัม จากน้ำที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส ต้องใช้เวลาเท่าใด
9. ใส่น้ำแข็งมวล 50 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส ลงในน้ำ 200 กรัม ที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส
จะได้อุณหภูมิสุดท้ายเท่าใด
10. ใส่ลูกเหล็กมวล 20 กิโลกรัม อุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียส ลงในน้ำมวล 2 กิโลกรัม อุณหภูมิ 35
องศาเซลเซียส แล้วให้ความร้อนแก่ระบบจนมีอุณหภูมิผสมที่สมดุลเป็น 50 องศาเซลเซียส ถ้าถือว่า
ไม่มีการสูญเสียความร้อนแก่ภาชนะและสิ่งแวดล้อม ความร้อนที่เข้าระบบเป็นเท่าใด

ページ10:

แบบฝึกหัดที่ 1
1. จงหาพลังงานความร้อนที่ทำให้เหล็กมวล 200 กรัม ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส มีอุณหภูมิสูงขึ้นเป็น
70 องศาเซลเซียส (ความจุความร้อนจําเพาะของเหล็ก = 450 J/kg°C )
m = 0.2 kg, t, = = 20 c
จาก
(293 k)
9
Q = mcAT =mc ct, t
= (0.2) (450) (70-20)
= (0.2) (450) (50)
2
,
(373 k)
t. = 70 c C = 450 J/kg.c
ใช้ k c ก็ได้
=
4,500 J
2. จงหาปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำแข็งมวล 250 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสกลายเป็นน้ำหมด และ
สุดท้ายน้ำ 10 กรัมเดือดกลายเป็นไอ ( เมื่อ c ของน้ำ = 4.2 kJ/kg°C)
ice 2509
0° c
(ML)
status
Lm333 kJ/kg
| Q,
1.42
Ja as
water 2509 Oc
water 250 g 100 ˚C
ไอน้ำ 10 g 100 c
Q
change
L =2256
kJ/kg
100-0
ถ้าโจทย์ต้องการ
KJ ไม่ต้อง X 10
3
.
รวม
.
โจทย์ไม่ให้ ต้องจำ!
Q, + Q, + Q,
+
MLM MCAT + ML;
= (0.25) (333 x 10³)
want
+ (0.25) (4.2 x 10 ) (100) หน่วย J
+ (0.01) (2256 × 10³)
× 10³
Q = 83.25 × 10 ³+ 105 × 10 ³ + 22.56×10³
= 210.81 × 10 3 J
หรือ 210. 81 kJ

ページ11:

3. จงหาปริมาณความร้อนที่ทำให้น้ำแข็งมวล 300 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสเดือดจนกลายเป็นไอ
:
หมด ( เมื่อ c ของน้ำ = 4.2 kJ/kg°c) L : 333 kJ/k, L,
= 333 kJ/k, Lv = 2256 kJ/k
ice 300 g of c
water 300 g o'c
(ml)
status
change
IMCAT)
water 300 9 100 °C.
1. Q2
T change
status
la as
change
ไอน้ำ 300 g 100 c
Q รอม · Q, + Q + Q,
:
2
3
MLM + MCAT + ML,
= M (LM + CAT+L,)
:m(lm
= 0.3 (333+ 4.2 (100) + 2256)
902.7 kJ
4. นำกระดาษมาพับเป็นรูปถ้วย เติมน้ำเย็น 4 องศาเซลเซียส ลงไป 100 มิลลิลิตร แล้วใช้เปลวเทียนลน
ก้นถ้วยกระดาษนั้น จนกระทั่งอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 9 องศาเซลเซียส พลังงานที่ความร้อนที่เปลวเทียน
Pw= 1 g/cm³, 10° kg/m³
ถ่ายเทให้มีค่าเท่าไร
น้ำเย็น 100 9
น้ำเย็น 100 9 9 c
Q = MCAT
Lic
J↓
T change
= (0.1) (4.2) (5)
: 2.1 kJ *
5. น้ำตกแห่งหนึ่งสูง 50 เมตร ถ้าพลังงานศักย์ของน้ำตกเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานความร้อนทั้งหมดอุณหภูมิ
ของน้ำที่ปลายน้ำตกจะมีค่าสูงขึ้นเท่าใด
พล.
M
SO M
E p = Q
gh
: Mcaf
5 °C AT = 2Q 25 °C
J
:
298 k AT = 20, 298 k
J (10) (50) = 4.2 × 10³ OT
AT
:
soo
4.2 x 103
= 0.12 ċ, k
ะง
4
R = 4
DT=16
(ต่าง)
S
R = 20

ページ12:

จำเพาะ
6. ในการทดลองเปลี่ยนรูปพลังงานกลเป็นพลังงานความร้อน โดยใช้กระบอกที่มีค่าความจุความร้อนเป็น
100 J/K มีความยาว 30 cm และลูกกลมโลหะที่มีค่าความจุความร้อนเป็น 500J/kgK)มีมวล 100 กรัม
ถ้าต้อการให้อุณหภูมิของลูกกลมและกระบอกที่ใช้บรรจุ สูงขึ้น 1 องศาเซลเซียส จะต้องพลิกกลับ
กระบอกขึ้นลงให้ลูกกลมหล่นในกระบอกอย่างน้อยกี่ครั้ง
Chang
ะ
กลับกระบอก 1 ครั้ง
Q = E p
Pang 30 CH
= mgh
Phot
Ca=500 3/
C.= loo J/k
J/kg.k
= (0.1) (10) (0.3)
= 0.3 J
ความร้อนที่ทำให้ลูกเหล็ก T เพิ่ม 1 c
Q : mcAT
= (0.1) (500)(1)
= 50 J
ความร้อนที่ทำให้กระบอกร้อนขึ้น 1
Cกระบอก = 100 J/k
เมื่อ
C
.. กระบอกจะมีอุณหภูมิสูงขึ้น 1 (k) ต้องใช้ความร้อน 100 J
.. ความร้อนที่ทำให้ลูกเหล็กและกระบอกมี T เพิ่ม 1 c
1 °C = S O + 100 = 150 J
จำนวนครั้งในการกลับกระบอก = 150
0.3 น
= 500 989

ページ13:

7. นำลวดทำความร้อนมีกำลัง 1000 วัตต์ จุ่มลงในน้ำมวล 500 กรัม อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส ถ้ามี
การสูญเสียความร้อนไป 30% อีกนานเท่าใดนาจึงจะเริ่มเดือด
P = 1000 วัตต์
ถ้าเสียค ร้อน 30 / —
เกิดพลังงาน 1000 J/s
เกิดพลังงาน 700 3/5
การทำให้นำ
->
500
100 c
500 g 30 °C 961 500 g 100 ˚c
→
Q = mcAT
= (0.5) (4.2 × 10³) (70)
: 147,000 J
210 S
.. เวลาในการต้มน้ำ = 147,000
=
90
= 3. S
S
8. เครื่องทำน้ำแข็งเครื่องหนึ่งดึงความร้อนจากน้ำ 0 องศาเซลเซียส ด้วยอัตรา 500 จูลต่อวินาที ถ้า
ต้องการทำน้ำแข็ง 2 กิโลกรัม จากน้ำที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส ต้องใช้เวลาเท่าใด
967 2 kg o'c
| ค่าย Q
ice 2 kg oc
Q = mL
= 2(333,000)
= 666,000 J
จะต้องใช้เวลา = 6,000
soo
S
-
= 1,332 5*

ページ14:

9.
ใส่น้ำแข็งมวล 50 กรัม อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส ลงในน้ำ 200 กรัม ที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส
จะได้อุณหภูมิสุดท้ายเท่าใด เสียงรับ
( 8% hot) ice so g 0°C + 967 200 g 30 °C (bag hot)
Q = ml | @ เพิ่ม
นา 50 9
o c
แลด
Q = - mcot
Q=mcot
0
น้ำ
a
นา
นำ 50 9
t
ผสม
200g
t
ผสม
Q
-mcol
ลด
ผ
=
.
- MC (T-30)
Qเพิ่ม
MLM + MCATW
mlm
MC (-T
+30)
ผ
nc
mc (30 - Te) = mLm + mc (Te - 0)
(0.2) (4.2 × 10 ³) (30-t₁₁) = (0.5) (333 × 10³)
+ (0.05) (4.2 × 10%) tes
t
ม
25.2 0.84 t
= 16.65 + 0.21 + ev
8.55
=
1.0s ta
te
= 8.14 °C

ページ15:

10. ใส่ลูกเหล็กมวล 20 กิโลกรัม อุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียส ลงในน้ำมวล 2 กิโลกรัม อุณหภูมิ 35
องศาเซลเซียส แล้วให้ความร้อนแก่ระบบจนมีอุณหภูมิผสมที่สมดุลเป็น 50 องศาเซลเซียส ถ้าถือว่า
ไม่มีการสูญเสียความร้อนแก่ภาชนะและสิ่งแวดล้อม ความร้อนที่เข้าระบบเป็นเท่าใด
SS
Fe 20 kg ss C
Q
ล
Q ow
+ นา 2 kg 35 ic
ta = so c
=
Qaw
Cre
Qa
= 450 J/kgk
MCATFe
=
MC AT W
5
(20)(450) (55-50) = (2) (4.2×10³) (50-35)
45,000
:
126,000
=
AQ 126,000-45,000
= 81,000 J
#