หนาวสุดๆแบบรัสเซียอย่างนี้ก็ไม่ต้องใช้ตู้เย็นแช่อาหารสดสิ? (ตอนที่ 1)
ฮ่าๆๆ ตอนเราไปอยู่ใหม่ๆเราก็คิดแบบนี้เหมือนกันค่ะ พอเริ่มจะเข้าหน้าหนาวมองไปนอกหน้าต่างในวันที่อุณหภูมิติดลบ มีหิมะสะสมภายนอกมากมาย เอ อย่างนี้เราสามารถเอาเนื้อสัตว์ไปแช่ตรงหน้าต่างก็ได้สิ (หน้าต่างจะมี 2 ชั้น
ระหว่างชั้นจะมีที่ว่างไม่เกิน 0.5 ฟุต)
หน้าต่าง 2 ชั้น
แต่ก็ต้องหยุดความคิดไว้ตรงนั้น เพราะตรงที่ว่างที่เห็นอุณหภูมิไม่ได้คงที่ตลอดเวลา ในวันที่หนาวติดลบ ตรงช่องว่างนั้นก็มีอุณหภูมิต่ำที่เหมาะสม แต่ถ้าวันไหนอากาศภายนอกอุ่นขึ้นมาหน่อยแน่นอนตรงช่องว่างหน้าต่างก็มีอุณหภูมิสูงขึ้น เช่นกัน
สมมติว่า วันนั้นอุณหภูมิอากาศภายนอกคือ -2 องศาเซลเซียส แต่อุณหภูมิที่บริเวณช่องว่างหน้าต่างอ่านได้จากเทอร์โมมิเตอร์มีค่า 0 องศาเซลเซียส เรามีเนื้อแช่แข็งที่ซื้อมาจากซุปเปอร์มาเก็ต เนื้อแช่แข็งนี้มีอุณหภูมิ -1
องศาเซลเซียส
ถ้าเราเอาเนื้อนี้ไปว่างตรงช่องว่างหน้าต่าง เวลาผ่านไป 2 นาที เนื้อนี้จะมีอุณหภูมิสูงขึ้นหรือต่ำลง? (สมมติว่าไม่มีการถ่ายเทความร้อนออกนอกช่องว่างหน้าต่าง)
คำตอบคือ อุณหภูมิสูงขึ้นเพราะว่าความร้อนบางส่วนรอบๆช่องว่างหน้าต่างถ่ายเทให้กับเนื้อสัตว์ อุณหภูมิของเนื้อสัตว์จึงอุ่นขึ้นเล็กน้อย (สมมติว่ามีค่าประมาณ 1.5 องศาเซลเซียส) เมื่อเวลาผ่านไปนานขึ้น เช่น อาจเป็น 4 นาที อุณหภูมิของเนื้อสัตว์จึงมีค่าเท่ากับ 0 องศาเซลเซียส ซึ่งมีค่าเท่ากับอุณหภูมิของช่องว่างหน้าต่าง
การที่อุณหภูมิของเนื้อสัตว์มีค่าเท่ากับอุณหภูมิของช่องว่างหน้าต่าง เรียกสภาวะเช่นนี้ว่า “สภาวะสมดุลเชิงความร้อน (Thermal equilibrium)"
อาจมีคำถามว่า “ทำไมต้องเป็น 4 นาที เนื้อสัตว์และช่องว่างหน้าต่างจึงสมดุลเชิงความร้อนซึ่งกันและกัน?” จะเป็นกี่นาทีก็ได้ค่ะ โดยถ้ายิ่งเนื้อสัตว์มีมวลมากก็ยิ่งต้องใช้เวลามากขึ้นในการเข้าสู่สภาวะสมดุลความร้อน
นอกจากนี้ ถ้าเปลี่ยนจากเนื้อสัตว์เป็นของชนิดอื่น ไปวางไว้ที่สิ่งแวดล้อมอื่น ยกตัวอย่างเช่น อยากกินชาร้อน จึงทำชาดำ (คนรัสเซียนิยมดื่มชาไม่แพ้ชาติใดในโลก ภาษารัสเซียเรียก “ชา” ว่า “ชัยย์ = chai = чай” เสริม: “chai ก็
คือ “ชา” ในอินเดียเช่นเดียวกัน แต่คนอินเดียจะเรียก”จาย”)
น้ำชาที่เพิ่งเอาออกมาจากกาน้ำร้อน มีอุณหภูมิประมาณ 90 องศาเซลเซียส วันนั้นเกิดนึกสนุก อยากออกไปดื่มชานอกตึก (คนรัสเซียมักจะยืนดื่มชาท่ามกลางอากาศหนาวภายนอกอาคาร พร้อมกับสูบบุหรี่) ที่มีอุณหภูมิภายนอก
ประมาณ -5 องศาเซลเซียส เราจะพบว่า ถ้าน้ำชามีมวลไม่มากนัก น้ำชาจะเย็นลงเร็วกว่าการที่เราดื่มชาภายในบ้านค่ะ
นศ.รัสเซียออกมาดื่มชาภายนอกภายใต้อากาศหนาว
หลักการสมดุลเชิงความร้อนเป็นหลักการสำคัญของการอนุรักษ์พลังงานความร้อน กล่าวคือ “วัตถุที่อุณหภูมิสูงกว่าจะถ่ายเทพลังงานความร้อนให้กับวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าด้วยตัวเองเสมอ และสามารถวัดอุณหภูมิสุดท้ายใน
สภาวะสมดุลความร้อนได้” ซึ่งสอดคล้องกับหลักการกฎข้อที่ศูนย์ของอุณหพลศาสตร์นั่นเองค่ะ
จะเป็นไปได้ไหมถ้าความร้อนจะถ่ายเทจากวัตถุที่อุณหภูมิต่ำกว่าไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงกว่า? เป็นไปได้ค่ะ แต่เราต้องทำ “งานกล” ให้กับวัตถุนั้น ไว้ตอนที่ 2 จะมาอธิบายให้ฟังนะคะ
- 2
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
