ความจุความร้อน (Heat Capacity) คือ ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ทำให้วัตถุมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 เคลวิน หรือ 1 องศาเซลเซียส
หน่วยวัดความจุความร้อน
หน่วยวัดความจุความร้อน ได้แก่
- จูลต่อเคลวินต่อกิโลกรัม (J/K/kg)
- จูลต่อองศาเซลเซียสต่อกิโลกรัม (J/°C/kg)
สูตรการคำนวณความจุความร้อน
1 | C = Q/ΔT |
โดยที่
- C คือ ความจุความร้อน (J/K/kg)
- Q คือ ปริมาณความร้อน (J)
- ΔT คือ การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ (K)
ตัวอย่าง
สมมติว่าต้องการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำ 1 กิโลกรัมจาก 25 องศาเซลเซียสเป็น 30 องศาเซลเซียส ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้คือ
1 | Q = C * ΔT |
ความร้อนจำเพาะ (Specific Heat) คือ ความจุความร้อนต่อมวลของวัตถุ ความร้อนจำเพาะเป็นปริมาณคงที่สำหรับสารชนิดเดียวกัน
หน่วยวัดความร้อนจำเพาะ
หน่วยวัดความร้อนจำเพาะ ได้แก่
- จูลต่อเคลวินต่อกรัม (J/K/g)
- จูลต่อองศาเซลเซียสต่อกรัม (J/°C/g)
สูตรการคำนวณความร้อนจำเพาะ
1 | c = C/m |
โดยที่
- c คือ ความร้อนจำเพาะ (J/K/g)
- C คือ ความจุความร้อน (J/K/kg)
- m คือ มวลของวัตถุ (kg)
ตัวอย่าง
ความร้อนจำเพาะของน้ำคือ 4200 J/K/kg ดังนั้น ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ทำให้น้ำ 1 กรัมมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 เคลวิน คือ 4200 J
การนำความจุความร้อนและความร้อนจำเพาะไปประยุกต์ใช้
ความจุความร้อนและความร้อนจำเพาะถูกนำไปประยุกต์ใช้อย่างหลากหลายในชีวิตประจำวัน เช่น
- การคำนวณปริมาณความร้อนที่ต้องการในการต้มน้ำ
- การคำนวณปริมาณความร้อนที่ต้องการในการอบอาหาร
- การคำนวณปริมาณความร้อนที่ต้องการในการแช่แข็งอาหาร
- การคำนวณปริมาณความร้อนที่ต้องการในการทำความร้อนในบ้าน
สรุป
ความจุความร้อนและความร้อนจำเพาะเป็นปริมาณทางฟิสิกส์ที่สำคัญอย่างยิ่งในการวัดปริมาณความร้อนที่ต้องการในการเปลี่ยนอุณหภูมิของวัตถุ