การถ่ายเทความร้อนเทียบกับอุณหพลศาสตร์
การถ่ายเทความร้อนเป็นหัวข้อที่กล่าวถึงในเทอร์โมไดนามิกส์ แนวคิดของอุณหพลศาสตร์มีความสำคัญมากในการศึกษาฟิสิกส์และกลศาสตร์โดยรวม อุณหพลศาสตร์ถือเป็นหนึ่งในสาขาวิชาที่สำคัญที่สุดในวิชาฟิสิกส์ จำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ถูกต้องในแนวคิดเรื่องการถ่ายเทความร้อนและอุณหพลศาสตร์ เพื่อที่จะเป็นเลิศในสาขาที่มีการนำแนวคิดเหล่านี้ไปประยุกต์ใช้ ในบทความนี้ เราจะพูดถึงการถ่ายเทความร้อนและอุณหพลศาสตร์ คำจำกัดความและการใช้งาน ความคล้ายคลึงกันระหว่างอุณหพลศาสตร์และการถ่ายเทความร้อน และสุดท้ายคือความแตกต่างระหว่างอุณหพลศาสตร์และการถ่ายเทความร้อน
อุณหพลศาสตร์
อุณหพลศาสตร์สามารถแบ่งออกเป็นสองสาขาหลัก อันแรกคืออุณหพลศาสตร์แบบคลาสสิก และอันที่สองคือเทอร์โมไดนามิกส์ทางสถิติ อุณหพลศาสตร์แบบคลาสสิกถือเป็นสาขาวิชาที่ "สมบูรณ์" ซึ่งหมายความว่าการศึกษาอุณหพลศาสตร์แบบคลาสสิกได้เสร็จสิ้นลงแล้ว อย่างไรก็ตาม อุณหพลศาสตร์ทางสถิติยังคงเป็นสาขาที่กำลังพัฒนาซึ่งมีประตูเปิดอยู่มากมาย
อุณหพลศาสตร์แบบคลาสสิกอยู่บนพื้นฐานของกฎสี่ประการของอุณหพลศาสตร์ กฎข้อที่ศูนย์ของอุณหพลศาสตร์อธิบายสมดุลทางความร้อน กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์มีพื้นฐานอยู่บนการอนุรักษ์พลังงาน กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์มีพื้นฐานอยู่บนแนวคิดของเอนโทรปี และกฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์มีพื้นฐานมาจากพลังงานอิสระกิบส์ อุณหพลศาสตร์ทางสถิตินั้นขึ้นอยู่กับระดับควอนตัมเป็นส่วนใหญ่ และการเคลื่อนไหวระดับจุลภาคและกลศาสตร์จะพิจารณาด้วยอุณหพลศาสตร์และส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับสถิติ
ถ่ายเทความร้อน
เมื่อวัตถุสองชิ้นซึ่งมีพลังงานความร้อนถูกเปิดเผย พวกมันมักจะถ่ายเทพลังงานในรูปของความร้อน เพื่อให้เข้าใจแนวคิดของการถ่ายเทความร้อน ก่อนอื่นต้องเข้าใจแนวคิดเรื่องความร้อน พลังงานความร้อนหรือที่เรียกว่าความร้อนเป็นรูปแบบหนึ่งของพลังงานภายในของระบบ พลังงานความร้อนเป็นสาเหตุของอุณหภูมิของระบบ พลังงานความร้อนเกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุลของระบบ ทุกระบบที่มีอุณหภูมิสูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์จะมีพลังงานความร้อนเป็นบวก อะตอมเองไม่มีพลังงานความร้อน อะตอมมีพลังงานจลน์ เมื่ออะตอมเหล่านี้ชนกันและกับผนังของระบบ พวกมันจะปล่อยพลังงานความร้อนออกมาเป็นโฟตอน การให้ความร้อนระบบดังกล่าวจะเพิ่มพลังงานความร้อนของระบบ พลังงานความร้อนของระบบที่สูงขึ้นจะเป็นการสุ่มของระบบ
การถ่ายเทความร้อนคือการเคลื่อนที่ของความร้อนจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง เมื่อระบบสองระบบซึ่งมีการสัมผัสทางความร้อนอยู่ในอุณหภูมิที่ต่างกัน ความร้อนจากวัตถุที่อุณหภูมิสูงขึ้นจะไหลไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าจนกระทั่งอุณหภูมิเท่ากันการไล่ระดับอุณหภูมิเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้นเอง
อัตราการถ่ายเทความร้อนมีหน่วยเป็นวัตต์ ส่วนปริมาณความร้อนวัดเป็นจูล หน่วยวัตต์ถูกกำหนดเป็นจูลต่อหน่วยเวลา
การถ่ายเทความร้อนและอุณหพลศาสตร์ต่างกันอย่างไร
• อุณหพลศาสตร์เป็นสาขาวิชาที่กว้างขวาง ในขณะที่การถ่ายเทความร้อนเป็นเพียงปรากฏการณ์เดียวเท่านั้น
• การถ่ายเทความร้อนเป็นปรากฏการณ์ที่ศึกษาภายใต้อุณหพลศาสตร์
• การถ่ายเทความร้อนเป็นแนวคิดที่วัดได้ในเชิงปริมาณ แต่อุณหพลศาสตร์ไม่ใช่เรื่องเช่นนั้น