(จากหนังสือ เตรียมสอบ ม.3 / สำนักพิมพ์พัฒนาศีกษา)
15.7 พลังงานความร้อนมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงของสารอย่างไร
เมื่อน้ำแข็งได้รับความร้อนจะเกิดการเปลี่ยนแปลง
ดังนี้
บางช่วงมีการเปลี่ยนสถานะโดยอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลง
บางช่วงมีอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงโดยสถานะไม่เปลี่ยนแปลง
ความร้อนแฝงของการหลอมเหลวของน้ำแข็ง
คือ ความร้อนที่ทำให้น้ำแข็ง 0
o
C เปลี่ยนสถานะไปเป็นน้ำ 0
o
C
ความร้อนแฝงจำเพาะของการหลอมเหลวของน้ำแข็ง
คือ ความร้อนที่ทำให้น้ำแข็ง 1 กรัม 0
o
C เปลี่ยนสถานะเป็นน้ำที่ 0
o
C ความร้อนแฝงจำเพาะของการหลอมเหลวของน้ำแข็ง มีค่าประมาณ 80 cal/g
ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอของน้ำเดือด
คือ ความร้อนที่ทำให้น้ำเดือด 100
o
C กลายเป็นไอน้ำเดือด 100
o
C
ความร้อนแฝงจำเพาะของการกลายเป็นไอของน้ำเดือด
คือ ความร้อนที่ทำให้น้ำเดือด 1 g 100
o
C กลายเป็นไอน้ำเดือด 1 g 100
o
C ความร้อนแฝงจำเพาะของการกลายเป็นไอน้ำเดือดมีค่าประมาณ 540 cal/g
การเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว และจากของเหลวเป็นไอ
จะมีการดูดความร้อน
แต่ถ้ามีการเปลี่ยนสถานะจากขไอเป็นของเหลว หรือจากของเหลวเป็นของแข็ง
จะมีการคายความร้อน
เมื่อไอน้ำ 100
o
C ความแน่นเป็นน้ำ 100
o
C ไอน้ำ
จะคายความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอของน้ำ
เมื่อน้ำ 0
o
C กลายเป็นน้ำแข็ง 0
o
C น้ำ
จะคายความร้อนแฝงของการหลอมเหลวของน้ำแข็ง
ข้อดีของการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากพลังงานนิวเคลียร์
มีดังนี้
ได้พลังงานไฟฟ้ามาก
ต้นทุนค่าเชื้อเพลิงต่ำ
ข้อเสียของการพลิตพลังงานไฟฟ้าจากพลังงานนิวเคลียร์
มีดังนี้
การสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ต้องลงทุนสูง
มีกากรังสีที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ ซึ่งเป็นอันตรายต่อมนุษย์และสัตว์
ถ้าควบคุมไม่ดีจะเกิดการรั่วของรังสี ทำให้เกิดอันตรายได้
ปฏิกิริยานิวเคลียร์
คือ การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับนิวเคลียสของอะตอมของธาตุ ผลที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์คือ นิวเคลียสของธาตุใหม่ และพลังงานปฏิกิริยานิวเคลียร์แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน
คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่นิวเคียสของอะตอมของธาตุขอธาตุหนัก เช่น ยูเรเนียมรวมกับนิวตรอน 1 อนุภาค แล้วแตกตัวออกเป็น 2 ส่วน พร้อมกับให้นิวตรอน 2-3 อนุภาคและพลังงานจำนวนมาก
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน
คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่นิวเคียสของธาตุเบา เช่น ไฮโดรเจน หลอมรวมกันเป็นนิวเคลียสที่หนักกว่า
ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันให้พลังงานมากกว่าปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน
การผลิตพลังงานไฟฟ้าจากพลังงานความร้อนใต้พิภพ
ทำได้โดยเจาะพื้นดินลงไปให้ถึงแอ่งที่มีน้ำร้อนแล้วนำพลังงานกลจากไอน้ำไปหมุนขดลวดในสนามแม่เหล็กของไดนาโม ทำให้เกิดพลังงานไฟฟ้า ประเทศที่มีการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพผลิตพลังงานไฟฟ้าได้แก่ อินโดนีเซีย นิวซีแลนด์
พลังงานความร้อนจะถ่ายเทจากบริเวณที่มีอุณภูมิสูงไปสู่บริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า
พลังงานความร้อนจะหยุดถ่ายเทเมื่ออุณหภูมิของสองบริเวณนั้นเท่ากัน การถ่ายเทความร้อนแบ่งเป็น 3 แบบ คือ
การถ่ายเทความร้อนโดยการนำ
การถ่ายเทความร้อนโดยการพา
การแผ่รังสี
การถ่ายเทความร้อนโดยการนำ
คือ การที่พลังงานความร้อนเคลื่อนที่ผ่านวัตถุไปได้โดยวัตถุไม่ได้เคลื่อนที่ไปด้วย วัตถุเหล่านี้เป็นของแข็งพวกโลหะต่างๆ เรียกว่า "ตัวนำความร้อน" ตัวนำความร้อนที่ดีที่สุดคือ เงิน
ฉนวนความร้อน
คือ วัตถุที่ยอมให้ความร้อนผ่านได้เพียงเล็กน้อย ได้แก่ กระเบื้อง แก้ว ไม้
การถ่ายเทความร้อนโดยการพา
คือ การที่พลังงานความร้อนเคลื่อนที่ไปพร้อมกับของเหลวหรือก๊าซของเหลวหรือก๊าซจึงเป็นตัวพาความร้อน
การแผ่รังสี
คือ การที่พลังงานความร้อนเคลื่อนที่ไปโดยไม่ต้องอาศัยตัวกลางใดๆ เช่น การถ่ายเทความร้อนจากดวงอาทิตย์มาสู่โลก
15.8 แหล่งผลิตพลังงานจากอดีตสู่อนาคต
เชื้อเพลิงที่ให้พลังงานความร้อนแก่เครื่องจักรไอน้ำ
ได้แก่ ถ่านหินหรือไม้ เครื่องจักรไอน้ำเปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกล
เชื้อเพลิงที่ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า
ใช้ในยานพาหนะและเครื่องจักรในโรงงานอุตสาหกรรม ได้แก่ น้ำมันปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ
พลังงานจากแหล่งอื่นที่สามารถนำมาใช้ทดแทนพลังงานจากน้ำมันปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ
ได้แก่ พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ พลังงานความร้อนจากใต้พิภพ พลังงานจากน้ำขึ้นน้ำลง พลังงานความร้อนจากทะเล พลังงานจากแสงอาทิตย์ โดยเปลี่ยนพลังงานจากแหล่งต่างๆ เป็นพลังงานไฟฟ้าก่อน แล้วเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นรูปอื่นที่ต้องการ
ปฏิกิริยานิวเคลียร์
ให้พลังงานความร้อน พลังงานความร้อนทำให้น้ำเดือดกลายเป็นไอ เมื่อใช้พลังงานกลจากไอน้ำหมุนขดลวดในสนามแม่เหล็กของไดนาโมจะได้พลังงานไฟฟ้า
ปัจจุบันเรานำพลังงานความร้อนและพลังงานแสงอาทิตย์จากดวงอาทิตย์
มาใช้ทดแทนพลังงานจากเชื้อเพลิงดังนี้
ประดิษฐ์เตาแสงอาทิตย์ใช้หุงต้มอาหาร
สร้างอุปกรณ์เก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์เพื่อทำน้ำร้อนมาใช้ในสถานที่ต่างๆ
ประดิษฐ์เซลล์สุริยะเพื่อเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า
