การนำเสนอปรากฏการณ์ทางความร้อน ปรากฏการณ์ทางความร้อน - พวกมันอยู่รอบตัวเรา

ดวงอาทิตย์ ดวงอาทิตย์เป็นดาวที่อยู่ใกล้เรามากที่สุด ขอบคุณที่เขามีชีวิตบนโลก ให้แสงสว่างและความอบอุ่นแก่เรา ดวงอาทิตย์มีขนาดใหญ่กว่าโลกของเรา 109 เท่า เส้นผ่านศูนย์กลางคือกม. มวลแสงกลางวันของเราเกือบ 2·10 30 กก. ดวงอาทิตย์ไม่มีพื้นผิวเป็นของแข็ง เป็นลูกก๊าซร้อน ดวงอาทิตย์เป็นดาวที่อยู่ใกล้เราที่สุด ขอบคุณที่เขามีชีวิตบนโลก ให้แสงสว่างและความอบอุ่นแก่เรา ดวงอาทิตย์มีขนาดใหญ่กว่าโลกของเรา 109 เท่า เส้นผ่านศูนย์กลางคือกม. มวลแสงกลางวันของเราเกือบ 2·10 30 กก. ดวงอาทิตย์ไม่มีพื้นผิวเป็นของแข็ง เป็นลูกก๊าซร้อน บอลลูนนี้ประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นส่วนใหญ่ อุณหภูมิบนพื้นผิวประมาณ °C ตรงกลาง (ในแกนกลาง) °C ที่อุณหภูมินี้ ปฏิกิริยาเคมีจะเกิดขึ้น (เรียกว่าเทอร์โมนิวเคลียร์) ซึ่งไฮโดรเจนจะถูกเปลี่ยนเป็นฮีเลียม และพลังงานจำนวนมากจะถูกปลดปล่อยออกมา เราสามารถพูดได้ว่าไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิง การเผาไหม้ให้พลังงาน ซึ่งช่วยให้ดวงอาทิตย์ส่องแสงและแผ่ความร้อนออกมา บอลลูนนี้ประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นส่วนใหญ่ อุณหภูมิบนพื้นผิวประมาณ °C ตรงกลาง (ในแกนกลาง) °C ที่อุณหภูมินี้ ปฏิกิริยาเคมีจะเกิดขึ้น (เรียกว่าเทอร์โมนิวเคลียร์) ซึ่งไฮโดรเจนจะถูกเปลี่ยนเป็นฮีเลียม และพลังงานจำนวนมากจะถูกปลดปล่อยออกมา เราสามารถพูดได้ว่าไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิง การเผาไหม้ให้พลังงาน ซึ่งช่วยให้ดวงอาทิตย์ส่องแสงและแผ่ความร้อนออกมา ภาพดวงอาทิตย์ถ่ายเมื่อวันที่ 14 กันยายน พ.ศ. 2540 จากหอสังเกตการณ์อวกาศไร้คนขับ SOHO (สหรัฐอเมริกา)

เหตุใดในหลายภูมิภาคของโลกเรา ฤดูร้อนอันอบอุ่นจึงถูกแทนที่ด้วยฤดูใบไม้ร่วงที่เย็นสบาย และจากนั้นฤดูหนาวที่หนาวจัด ทำไมดวงอาทิตย์ถึงให้ความร้อนแตกต่างกันในแต่ละช่วงเวลาของปี: ในช่วงบ่ายของฤดูร้อนคุณต้องการซ่อนตัวในที่ร่มจากแสงแดดที่แผดเผาและในฤดูหนาวที่มีน้ำค้างแข็งแม้ในวันที่อากาศดีคุณก็สามารถแช่แข็งได้ เหตุใดในหลายภูมิภาคของโลกเรา ฤดูร้อนอันอบอุ่นจึงถูกแทนที่ด้วยฤดูใบไม้ร่วงที่เย็นสบาย และจากนั้นฤดูหนาวที่หนาวจัด ทำไมดวงอาทิตย์ถึงให้ความร้อนแตกต่างกันในแต่ละช่วงเวลาของปี: ในช่วงบ่ายของฤดูร้อนคุณต้องการซ่อนตัวในที่ร่มจากแสงแดดที่แผดเผาและในฤดูหนาวที่มีน้ำค้างแข็งแม้ในวันที่อากาศดีคุณก็สามารถแช่แข็งได้ เนื่องจากโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรี แกนโลกเอียงกับระนาบวงโคจรที่มุม 66°33 นั่นคือปรากฎว่าช่วงครึ่งปีหนึ่งแสงของดวงอาทิตย์ตกในแนวดิ่งมากขึ้นและทำให้ซีกโลกเหนือร้อนขึ้นอย่างรุนแรงและอีกครึ่งปีซีกโลกใต้ ดังนั้นในซีกโลกที่มีความร้อนและส่องสว่างจากดวงอาทิตย์มากขึ้น ฤดูร้อนก็มาถึง เมื่อถึงฤดูร้อนในซีกโลกใต้ ผู้คนจะไปเล่นสกีในซีกโลกเหนือ เนื่องจากโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรี แกนโลกเอียงกับระนาบวงโคจรที่มุม 66°33 นั่นคือปรากฎว่าช่วงครึ่งปีหนึ่งแสงของดวงอาทิตย์ตกในแนวดิ่งมากขึ้นและทำให้ซีกโลกเหนือร้อนขึ้นอย่างรุนแรงและอีกครึ่งปีซีกโลกใต้ ดังนั้นในซีกโลกที่มีความร้อนและส่องสว่างจากดวงอาทิตย์มากขึ้น ฤดูร้อนก็มาถึง เมื่อถึงฤดูร้อนในซีกโลกใต้ ผู้คนจะไปเล่นสกีในซีกโลกเหนือ เนื่องจากความโค้งของพื้นผิวโลก พลังงานของกระแส A และ B ที่เท่ากันจึงกระจายไปทั่วพื้นที่ขนาดใหญ่ ในขณะที่พลังงานของกระแส B จะกระจุกตัวอยู่ที่กระแสที่เล็กกว่า ดังนั้นในดินแดน B จะอุ่นกว่าที่ A และ ค. รูปแสดงตำแหน่งของโลกในวันที่ 21 มิถุนายน เมื่อรังสีของดวงอาทิตย์ตกในแนวดิ่งที่ทรอปิคออฟเทอร์น

ฤดูกาล: ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ ประชากรโลกมากกว่าครึ่งไม่เคยเห็นหิมะมาก่อน ยกเว้นในรูปถ่าย ประชากรมากกว่าครึ่งโลกไม่เคยเห็นหิมะ ยกเว้นในรูปถ่าย ฤดูใบไม้ผลิเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 50 กิโลเมตรต่อวัน พิจารณาจากการสังเกตช่อดอกของพืชแต่ละชนิด ฤดูใบไม้ผลิเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 50 กิโลเมตรต่อวัน พิจารณาจากการสังเกตช่อดอกของพืชแต่ละชนิด

ภูมิภาคต่างๆ ของขั้วโลกไม่เคยได้รับแสงสว่างจากดวงอาทิตย์มากพอ รังสีของมันดูเหมือนจะหลุดออกจากพื้นผิวโลก ดังนั้นจึงแทบไม่มีความแตกต่างระหว่างฤดูกาลและฤดูหนาวชั่วนิรันดร์ ภูมิภาคต่างๆ ของขั้วโลกไม่เคยได้รับแสงสว่างจากดวงอาทิตย์มากพอ รังสีของมันดูเหมือนจะหลุดออกจากพื้นผิวโลก ดังนั้นจึงแทบไม่มีความแตกต่างระหว่างฤดูกาลและฤดูหนาวชั่วนิรันดร์ ที่เส้นศูนย์สูตรฤดูกาลก็ไม่แตกต่างกันมากนัก เฉพาะในพื้นที่เหล่านี้เท่านั้นที่ร้อนจัดและฝนตกบ่อย นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าที่เส้นศูนย์สูตรรังสีของดวงอาทิตย์ตกลงสู่โลกในแนวตั้งเกือบตลอดทั้งปี ที่เส้นศูนย์สูตรฤดูกาลก็ไม่แตกต่างกันมากนัก เฉพาะในพื้นที่เหล่านี้เท่านั้นที่ร้อนจัดและฝนตกบ่อย นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าที่เส้นศูนย์สูตรรังสีของดวงอาทิตย์ตกลงสู่โลกในแนวตั้งเกือบตลอดทั้งปี

การเชื่อมต่อระหว่างสุริยะจักรวาล โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงที่สามของระบบสุริยะ ซึ่งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร โลกได้รับพลังงานประมาณหนึ่งในสองพันล้านของพลังงานที่ปล่อยออกมา โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงที่สามของระบบสุริยะ ซึ่งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ประมาณ 150 ล้านกิโลเมตร โลกได้รับพลังงานประมาณหนึ่งในสองพันล้านของพลังงานที่ปล่อยออกมา สิ่งมีชีวิตบนโลกจะเป็นไปไม่ได้หากปราศจากน้ำและบรรยากาศที่เป็นของเหลว ชั้นบรรยากาศปกป้องโลกจากการแผ่รังสีที่เป็นอันตรายของดวงอาทิตย์ ส่งผ่านความร้อนและแสง ด้วยเหตุนี้ โลกจึงไม่ร้อนหรือเย็นเกินไป กระบวนการระเหยและการควบแน่นของน้ำมีบทบาทสำคัญในกระบวนการถ่ายเทความร้อนทั่วโลก สิ่งมีชีวิตบนโลกจะเป็นไปไม่ได้หากปราศจากน้ำและบรรยากาศที่เป็นของเหลว ชั้นบรรยากาศปกป้องโลกจากการแผ่รังสีที่เป็นอันตรายของดวงอาทิตย์ ส่งผ่านความร้อนและแสง ด้วยเหตุนี้ โลกจึงไม่ร้อนหรือเย็นเกินไป กระบวนการระเหยและการควบแน่นของน้ำมีบทบาทสำคัญในกระบวนการถ่ายเทความร้อนทั่วโลก มุมมองของดวงอาทิตย์จากโลก

บรรยากาศของโลก ชั้นบรรยากาศของโลกเป็นเปลือกอากาศขนาดใหญ่ที่หมุนรอบตัวเองและประกอบด้วยไนโตรเจนและออกซิเจนเป็นส่วนใหญ่ 20 กม. ที่ต่ำกว่ามีไอน้ำ (ใกล้พื้นผิวโลกจาก 3% ในเขตร้อนถึง 2 10 -5% ในแอนตาร์กติกา) ปริมาณที่ลดลงอย่างรวดเร็วตามความสูง ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอก่อให้เกิดการไหลเวียนของบรรยากาศโดยทั่วไปซึ่งส่งผลต่อสภาพอากาศและสภาพอากาศของโลก ชั้นบรรยากาศของโลกเป็นเปลือกอากาศขนาดใหญ่ที่หมุนรอบตัวเองและประกอบด้วยไนโตรเจนและออกซิเจนเป็นส่วนใหญ่ 20 กม. ที่ต่ำกว่ามีไอน้ำ (ใกล้พื้นผิวโลกจาก 3% ในเขตร้อนถึง 2 10 -5% ในแอนตาร์กติกา) ปริมาณที่ลดลงอย่างรวดเร็วตามความสูง ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอก่อให้เกิดการไหลเวียนของบรรยากาศโดยทั่วไปซึ่งส่งผลต่อสภาพอากาศและสภาพอากาศของโลก การไหลเวียนของความชื้นและการเปลี่ยนเฟสของน้ำเกิดขึ้นในบรรยากาศและมวลอากาศจะเคลื่อนที่ การไหลเวียนของความชื้นและการเปลี่ยนเฟสของน้ำเกิดขึ้นในบรรยากาศและมวลอากาศจะเคลื่อนที่ นี่คือลักษณะชั้นบรรยากาศของโลกเมื่อมองจากอวกาศ มันปกป้องเราจากความหนาวเย็นของจักรวาลและรังสีจากดวงอาทิตย์หลายประเภท โดยปล่อยให้เฉพาะสิ่งที่มีประโยชน์สำหรับเราเข้ามา: ความร้อนและแสง บรรยากาศประกอบด้วยก๊าซต่างๆ แต่ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไนโตรเจนและออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์น้อยกว่าอย่างเห็นได้ชัด เงื่อนไขดังกล่าวบนโลกรับประกันการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิต

บรรยากาศที่ร้อนขึ้นจากด้านบน ไอน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศส่งรังสีที่มองเห็นได้ของดวงอาทิตย์ แต่ดูดซับอินฟราเรด (ความร้อน) ดังนั้นบรรยากาศจึงได้รับความร้อนจากด้านบน พลังงานความร้อนส่วนใหญ่สะสมอยู่ในชั้นล่างของชั้นบรรยากาศ ผลที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นในเรือนกระจกเมื่อกระจกให้แสงเข้ามาและดินร้อนขึ้น ความร้อนของชั้นบรรยากาศด้านล่างเนื่องจากมีไอน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มักเรียกว่าปรากฏการณ์เรือนกระจก ไอน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศส่งรังสีที่มองเห็นได้ของดวงอาทิตย์ แต่ดูดซับอินฟราเรด (ความร้อน) ดังนั้นบรรยากาศจึงได้รับความร้อนจากด้านบน พลังงานความร้อนส่วนใหญ่สะสมอยู่ในชั้นล่างของชั้นบรรยากาศ ผลที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นในเรือนกระจกเมื่อกระจกให้แสงเข้ามาและดินร้อนขึ้น ความร้อนของชั้นบรรยากาศด้านล่างเนื่องจากมีไอน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มักเรียกว่าปรากฏการณ์เรือนกระจก เป็นที่ทราบกันดีว่าปรากฏการณ์เรือนกระจกตามธรรมชาติในปัจจุบันรักษาอุณหภูมิเฉลี่ยบนพื้นผิวโลกไว้ 33°C สูงกว่าระดับที่สังเกตได้ในกรณีที่ไม่มีชั้นบรรยากาศปกคลุม เป็นที่ทราบกันดีว่าปรากฏการณ์เรือนกระจกตามธรรมชาติในปัจจุบันรักษาอุณหภูมิเฉลี่ยบนพื้นผิวโลกไว้ 33°C สูงกว่าระดับที่สังเกตได้ในกรณีที่ไม่มีชั้นบรรยากาศปกคลุม

ความร้อนของชั้นบรรยากาศจากด้านล่าง น้ำบนพื้นผิวโลกจะดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์และระเหยกลายเป็นไอของก๊าซซึ่งลอยขึ้นเนื่องจากการพาความร้อน นำพาพลังงานจำนวนมากไปสู่ชั้นล่างของชั้นบรรยากาศ เมื่อไอน้ำควบแน่นและก่อตัวเป็นเมฆหรือหมอก พลังงานนี้จะถูกปลดปล่อยออกมาในรูปของความร้อน ประมาณครึ่งหนึ่งของพลังงานแสงอาทิตย์ที่มาถึงพื้นผิวโลกใช้ไปกับการระเหยของน้ำและเข้าสู่ชั้นบรรยากาศด้านล่างด้วย น้ำบนพื้นผิวโลกดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์และระเหยกลายเป็นก๊าซ - ไอน้ำซึ่งเพิ่มขึ้นเนื่องจากการพาความร้อนนำพาพลังงานจำนวนมากไปสู่ชั้นล่างของชั้นบรรยากาศ เมื่อไอน้ำควบแน่นและก่อตัวเป็นเมฆหรือหมอก พลังงานนี้จะถูกปลดปล่อยออกมาในรูปของความร้อน ประมาณครึ่งหนึ่งของพลังงานแสงอาทิตย์ที่มาถึงพื้นผิวโลกใช้ไปกับการระเหยของน้ำและเข้าสู่ชั้นบรรยากาศด้านล่างด้วย ความหมองมีบทบาทสำคัญในการรักษาความร้อนในชั้นล่างของชั้นบรรยากาศ: หากเมฆกระจายตัว อุณหภูมิจะลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้เมื่อพื้นผิวโลกแผ่พลังงานความร้อนอย่างอิสระไปยังพื้นที่โดยรอบ ความหมองมีบทบาทสำคัญในการรักษาความร้อนในชั้นล่างของชั้นบรรยากาศ: หากเมฆกระจายตัว อุณหภูมิจะลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้เมื่อพื้นผิวโลกแผ่พลังงานความร้อนอย่างอิสระไปยังพื้นที่โดยรอบ

ปรากฏการณ์ทางความร้อนในธรรมชาติ เนื่องจากอุณหภูมิของพื้นผิวโลกมักจะไม่เท่ากับอุณหภูมิของอากาศที่อยู่ด้านบน การแลกเปลี่ยนความร้อนจึงเกิดขึ้นระหว่างพื้นผิวโลกกับชั้นบรรยากาศ รวมถึงระหว่างพื้นผิวโลกกับชั้นลึกของธรณีภาคหรือ ไฮโดรสเฟียร์ มหาสมุทรโลกเป็นตัวสะสมความร้อนที่ทรงพลังและเป็นตัวควบคุมระบบความร้อนของโลก หากไม่มีมหาสมุทรอุณหภูมิเฉลี่ยของพื้นผิวโลกจะอยู่ที่ -21 ° C นั่นคือจะต่ำกว่าความเป็นจริง 36 ° เนื่องจากโดยปกติแล้วอุณหภูมิของพื้นผิวโลกจะไม่เท่ากับอุณหภูมิของอากาศที่อยู่ด้านบน การแลกเปลี่ยนความร้อนจึงเกิดขึ้นระหว่างพื้นผิวโลกกับชั้นบรรยากาศ เช่นเดียวกับระหว่างพื้นผิวโลกกับชั้นที่ลึกลงไปของธรณีภาคหรือไฮโดรสเฟียร์ มหาสมุทรโลกเป็นตัวสะสมความร้อนที่ทรงพลังและเป็นตัวควบคุมระบบความร้อนของโลก หากไม่มีมหาสมุทรอุณหภูมิเฉลี่ยของพื้นผิวโลกจะอยู่ที่ -21 ° C นั่นคือจะต่ำกว่าความเป็นจริง 36 ° อันเป็นผลมาจากการแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างดวงอาทิตย์ โลก และชั้นบรรยากาศในขนาดมหึมา ไม่เพียงแต่กระบวนการถ่ายโอนพลังงานจากวัตถุที่มีความร้อนมากกว่าไปยังวัตถุที่มีความร้อนน้อยกว่าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเปลี่ยนแปลงเฟส: การระเหยและการควบแน่น การหลอมเหลวและการตกผลึก การระเหิด . อันเป็นผลมาจากการแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างดวงอาทิตย์ โลก และชั้นบรรยากาศในขนาดมหึมา ไม่เพียงแต่กระบวนการถ่ายโอนพลังงานจากวัตถุที่มีความร้อนมากกว่าไปยังวัตถุที่มีความร้อนน้อยกว่าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเปลี่ยนแปลงเฟส: การระเหยและการควบแน่น การหลอมเหลวและการตกผลึก การระเหิด .

สมดุลความร้อนของโลก อันเป็นผลมาจากการแลกเปลี่ยนพลังงานที่ซับซ้อนระหว่างพื้นผิวโลก ชั้นบรรยากาศ และอวกาศระหว่างดาวเคราะห์ แต่ละองค์ประกอบเหล่านี้ได้รับพลังงานจากอีกสองส่วนโดยเฉลี่ยมากเท่ากับที่สูญเสียไป ดังนั้น ทั้งพื้นผิวโลกและชั้นบรรยากาศจึงไม่มีพลังงานเพิ่มขึ้นหรือลดลง: กฎการอนุรักษ์พลังงานทำงานที่นี่ ผลจากการแลกเปลี่ยนพลังงานที่ซับซ้อนระหว่างพื้นผิวโลก ชั้นบรรยากาศ และพื้นที่ระหว่างดาวเคราะห์ แต่ละองค์ประกอบเหล่านี้ได้รับพลังงานโดยเฉลี่ยมากจากอีกสองส่วนเมื่อสูญเสียตัวเองไป ดังนั้น ทั้งพื้นผิวโลกและชั้นบรรยากาศจึงไม่มีพลังงานเพิ่มขึ้นหรือลดลง: กฎการอนุรักษ์พลังงานทำงานที่นี่

ในช่วงร้อยปีที่ผ่านมา อุณหภูมิอากาศบนโลกสูงขึ้นประมาณครึ่งองศา ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ระบุว่าเกิดจาก "ปรากฏการณ์เรือนกระจก" จากแหล่งกำเนิดที่มนุษย์สร้างขึ้น อย่างไรก็ตาม ยังมีการสังเกตความผันผวนของสภาพอากาศอย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภาวะโลกร้อนในทศวรรษที่ 1940 และการเย็นลงในทศวรรษที่ 1960 เป็นเรื่องยากมากที่จะคาดเดาว่าสภาพอากาศจะเป็นอย่างไรในทศวรรษต่อๆ ไป เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโดยรวมบนโลกนั้นถูกกำหนดโดยปัจจัยที่เกี่ยวข้องกันมากมาย ในช่วงร้อยปีที่ผ่านมา อุณหภูมิอากาศบนโลกสูงขึ้นประมาณครึ่งองศา ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ระบุว่าเกิดจาก "ปรากฏการณ์เรือนกระจก" จากแหล่งกำเนิดที่มนุษย์สร้างขึ้น อย่างไรก็ตาม ยังมีการสังเกตความผันผวนของสภาพอากาศอย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภาวะโลกร้อนในทศวรรษที่ 1940 และการเย็นลงในทศวรรษที่ 1960 เป็นเรื่องยากมากที่จะคาดเดาว่าสภาพอากาศจะเป็นอย่างไรในทศวรรษต่อๆ ไป เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโดยรวมบนโลกนั้นถูกกำหนดโดยปัจจัยที่เกี่ยวข้องกันมากมาย ธรรมชาติในตัวเลข สถานที่ที่ร้อนที่สุดในโลกคือ Death Valley ในแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา อุณหภูมิสูงกว่า 49 °C เป็นเวลา 43 วันติดต่อกัน และสถานที่ที่หนาวที่สุดในโลกไม่ใช่ขั้วโลกเลย แต่เรียกว่าขั้วโลกเย็น เหล่านี้คือ Oymyakon ใน Yakutia และพื้นที่ในแอนตาร์กติกาใกล้กับสถานีวิทยาศาสตร์ Vostok ที่นั่นมีน้ำค้างแข็งถึง -89 °C และอุณหภูมิเฉลี่ยของเดือนมกราคมที่หนาวที่สุดอยู่ที่ประมาณ -50 °C สถานที่ที่ร้อนที่สุดในโลกคือ Death Valley ในแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา อุณหภูมิสูงกว่า 49 °C เป็นเวลา 43 วันติดต่อกัน และสถานที่ที่หนาวที่สุดในโลกไม่ใช่ขั้วโลกเลย แต่เรียกว่าขั้วโลกเย็น เหล่านี้คือ Oymyakon ใน Yakutia และพื้นที่ในแอนตาร์กติกาใกล้กับสถานีวิทยาศาสตร์ Vostok ที่นั่นมีน้ำค้างแข็งถึง -89 °C และอุณหภูมิเฉลี่ยของเดือนมกราคมที่หนาวที่สุดอยู่ที่ประมาณ -50 °C

แหล่งข้อมูลที่ใช้แล้ว Children's Encyclopedia of Cyril and Methodius 2006 (2CD) Children's Encyclopedia of Cyril and Methodius 2006 (2CD) Great Encyclopedia 2008 (3CD) Great Encyclopedia 2008 (3CD) Illustrated Encyclopedic Dictionary on CD, etc. Illustrated Encyclopedic Dictionary on CD, etc. .

สำหรับโลก ดวงอาทิตย์ พลังงานแสงอาทิตย์เป็นรากฐานของปรากฏการณ์ต่างๆ ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวและในชั้นบรรยากาศของโลก ความร้อน ความเย็น การระเหย การเดือด การควบแน่น คือตัวอย่างบางส่วนของปรากฏการณ์ทางความร้อนที่เกิดขึ้นรอบๆ ตัวเรา

ไม่มีกระบวนการเกิดขึ้นเอง แต่ละคนมีที่มาและกลไกการนำไปใช้ของตัวเอง ปรากฏการณ์ทางความร้อนในธรรมชาติเกิดจากการได้รับความร้อนจากแหล่งภายนอก ไม่เพียง แต่ดวงอาทิตย์เท่านั้นที่สามารถทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดได้ - ไฟยังสามารถรับมือกับบทบาทนี้ได้สำเร็จ

เพื่อให้เข้าใจเพิ่มเติมว่าปรากฏการณ์ทางความร้อนคืออะไร จำเป็นต้องนิยามความร้อน ความร้อนเป็นลักษณะพลังงานของการถ่ายเทความร้อน กล่าวคือ พลังงานที่ร่างกายหรือระบบให้ (รับ) ในระหว่างการปฏิสัมพันธ์ ในเชิงปริมาณสามารถระบุได้ด้วยอุณหภูมิ ยิ่งสูงเท่าไร ร่างกายก็ยิ่งมีความร้อน (พลังงาน) มากขึ้นเท่านั้น

ในกระบวนการร่วมกัน ความร้อนจะถูกถ่ายโอนจากวัตถุที่ร้อนไปยังวัตถุที่เย็น เช่น จากวัตถุที่มีพลังงานสูงกว่าไปยังวัตถุที่มีพลังงานต่ำกว่า กระบวนการนี้เรียกว่าการถ่ายเทความร้อน ตัวอย่างเช่น พิจารณาน้ำเดือดที่เทลงในแก้ว หลังจากนั้นสักครู่ แก้วจะร้อนขึ้น นั่นคือกระบวนการถ่ายเทความร้อนจากน้ำร้อนไปยังแก้วเย็นได้เกิดขึ้น

อย่างไรก็ตาม ปรากฏการณ์ทางความร้อนไม่เพียงแสดงลักษณะการถ่ายเทความร้อนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงแนวคิดเช่นการนำความร้อนด้วย ความหมายสามารถอธิบายได้ด้วยตัวอย่าง หากคุณวางกระทะบนกองไฟ ที่จับแม้ว่าจะไม่สัมผัสกับไฟ แต่ก็จะร้อนขึ้นในลักษณะเดียวกับกระทะที่เหลือ ความร้อนดังกล่าวมาจากการนำความร้อน การทำความร้อนจะดำเนินการในที่เดียวจากนั้นร่างกายทั้งหมดจะถูกทำให้ร้อน หรือไม่ร้อนขึ้น - ขึ้นอยู่กับค่าการนำความร้อนที่มีอยู่ หากค่าการนำความร้อนของร่างกายสูง ความร้อนจะถูกถ่ายเทจากบริเวณหนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ง่าย แต่ถ้าค่าการนำความร้อนต่ำ การถ่ายเทความร้อนจะไม่เกิดขึ้น

ก่อนแนวคิดเรื่องความร้อนจะปรากฎขึ้น ฟิสิกส์ได้อธิบายปรากฏการณ์ทางความร้อนโดยใช้แนวคิดเรื่อง "แคลอรี" เชื่อกันว่าสารแต่ละชนิดมีสารบางอย่างคล้ายกับของเหลว ทำหน้าที่ในมุมมองสมัยใหม่ ความร้อนช่วยแก้ปัญหาได้ แต่แนวคิดเรื่องแคลอรี่ถูกละทิ้งหลังจากแนวคิดเรื่องความร้อนถูกกำหนดขึ้น

ตอนนี้เราสามารถพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้งานจริงของคำจำกัดความที่แนะนำก่อนหน้านี้ ดังนั้น การนำความร้อนทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างร่างกายและภายในวัสดุเอง ค่าการนำความร้อนสูงเป็นลักษณะของโลหะ สำหรับจานชาม กาต้มน้ำ เป็นสิ่งที่ดีเพราะช่วยให้คุณให้ความร้อนแก่อาหารที่กำลังปรุงอยู่ อย่างไรก็ตาม วัสดุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำก็สามารถประยุกต์ใช้ได้เช่นกัน พวกมันทำหน้าที่เป็นฉนวนป้องกันความร้อน ป้องกันการสูญเสียความร้อน เช่น ในระหว่างการก่อสร้าง ด้วยการใช้วัสดุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำทำให้มีสภาพความเป็นอยู่ที่สะดวกสบายในบ้าน

อย่างไรก็ตาม วิธีการถ่ายเทความร้อนข้างต้นไม่จำกัด นอกจากนี้ยังมีความเป็นไปได้ของการถ่ายเทความร้อนโดยไม่ต้องสัมผัสร่างกายโดยตรง ตัวอย่างเช่น อากาศอุ่นไหลจากเครื่องทำความร้อนหรือหม้อน้ำของระบบทำความร้อนในอพาร์ตเมนต์ กระแสลมอุ่นแผ่ออกมาจากวัตถุที่ให้ความร้อนทำให้ห้องร้อนขึ้น การแลกเปลี่ยนความร้อนประเภทนี้เรียกว่าการพาความร้อน ในกรณีนี้ การถ่ายเทความร้อนจะดำเนินการโดยการไหลของของเหลวหรือก๊าซ

หากเราจำได้ว่าปรากฏการณ์ทางความร้อนที่เกิดขึ้นบนโลกเกี่ยวข้องกับการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ วิธีการถ่ายเทความร้อนอีกวิธีหนึ่งจะปรากฏขึ้น - การแผ่รังสีความร้อน เกิดจากการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าของร่างกายที่ร้อนจัด นี่คือวิธีที่ดวงอาทิตย์ทำให้โลกร้อนขึ้น

ในวัสดุที่กำหนดจะพิจารณาปรากฏการณ์ทางความร้อนต่าง ๆ แหล่งที่มาของการเกิดขึ้นและกลไกที่เกิดขึ้น ประเด็นของการใช้ปรากฏการณ์ทางความร้อนในทางปฏิบัติในชีวิตประจำวันได้รับการพิจารณา

รายงาน

ในหัวข้อ:

“ปรากฏการณ์ความร้อนในธรรมชาติ

และในชีวิตมนุษย์

ดำเนินการ

นักเรียนชั้น 8 "A"

Karibova A.V.

อาร์มาเวียร์, 2553

ปรากฏการณ์ต่างๆ เกิดขึ้นรอบตัวเรา ภายนอกมีความเชื่อมโยงทางอ้อมกับการเคลื่อนไหวทางกล สิ่งเหล่านี้เป็นปรากฏการณ์ที่สังเกตได้เมื่ออุณหภูมิของร่างกายเปลี่ยนแปลงหรือเมื่อผ่านจากสถานะหนึ่ง (เช่น ของเหลว) ไปยังอีกสถานะหนึ่ง (ของแข็งหรือก๊าซ) ปรากฏการณ์ดังกล่าวเรียกว่าความร้อน ปรากฏการณ์ความร้อนมีบทบาทอย่างมากต่อชีวิตผู้คน สัตว์ และพืช การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ 20-30 ° C เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของฤดูกาลทำให้ทุกสิ่งรอบตัวเราเปลี่ยนไป ความเป็นไปได้ของชีวิตบนโลกขึ้นอยู่กับอุณหภูมิโดยรอบ ผู้คนได้รับอิสรภาพจากสภาพแวดล้อมหลังจากเรียนรู้วิธีการจุดไฟและบำรุงรักษา นี่เป็นหนึ่งในการค้นพบที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่เกิดขึ้นในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนามนุษย์

ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาแนวคิดเกี่ยวกับธรรมชาติของปรากฏการณ์ทางความร้อนเป็นตัวอย่างของการเข้าใจความจริงทางวิทยาศาสตร์ด้วยวิธีที่ซับซ้อนและขัดแย้งกัน

นักปรัชญาในสมัยโบราณหลายคนถือว่าไฟและความร้อนที่เกี่ยวข้องเป็นองค์ประกอบอย่างหนึ่ง ซึ่งร่วมกับดิน น้ำ และอากาศ ก่อร่างสร้างเป็นร่างกายทั้งหมด ในเวลาเดียวกัน มีการพยายามเชื่อมต่อความร้อนกับการเคลื่อนไหว เนื่องจากพบว่าเมื่อวัตถุชนกันหรือเสียดสีกัน วัตถุเหล่านั้นจะร้อนขึ้น

ความสำเร็จครั้งแรกในการสร้างทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับความร้อนย้อนกลับไปในต้นศตวรรษที่ 17 เมื่อเทอร์โมมิเตอร์ถูกประดิษฐ์ขึ้น และเป็นไปได้ที่จะศึกษากระบวนการทางความร้อนและคุณสมบัติของระบบมาโครในเชิงปริมาณ

คำถามว่าอะไรคือความร้อนถูกถามขึ้นอีกครั้ง มีสองมุมมองที่ขัดแย้งกัน ตามที่หนึ่งในนั้น - ทฤษฎีความร้อนที่แท้จริงความร้อนถือเป็น "ของเหลว" ชนิดพิเศษที่ไม่มีน้ำหนักซึ่งสามารถไหลจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่งได้ ของเหลวนี้เรียกว่าแคลอรี่ ยิ่งมีแคลอรี่ในร่างกายมากเท่าไหร่อุณหภูมิร่างกายก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

ตามมุมมองอื่น ความร้อนคือการเคลื่อนไหวภายในของอนุภาคในร่างกาย ยิ่งอนุภาคของร่างกายเคลื่อนที่เร็วเท่าไร อุณหภูมิของวัตถุก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

ดังนั้นแนวคิดเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางความร้อนและคุณสมบัติจึงเกี่ยวข้องกับการสอนเกี่ยวกับอะตอมของนักปรัชญาโบราณเกี่ยวกับโครงสร้างของสสาร ภายในกรอบแนวคิดดังกล่าว เดิมทีทฤษฎีความร้อนเรียกว่า corpuscular จากคำว่า "corpuscle" (อนุภาค) นักวิทยาศาสตร์ปฏิบัติตาม: Newton, Hooke, Boyle, Bernoulli

นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่ M.V. มีส่วนสนับสนุนอย่างมากในการพัฒนาทฤษฎีความร้อนในร่างกาย โลโมโนซอฟ เขาถือว่าความร้อนเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนของอนุภาคของสสาร ด้วยความช่วยเหลือจากทฤษฎีของเขา เขาอธิบายโดยทั่วไปเกี่ยวกับกระบวนการหลอมเหลว การระเหย และการนำความร้อน และยังได้ข้อสรุปว่ามี "ความเย็นระดับสูงสุดหรือระดับสุดท้าย" เมื่อการเคลื่อนที่ของอนุภาคของสสารหยุดลง ต้องขอบคุณผลงานของ Lomonosov ในหมู่นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียมีผู้สนับสนุนทฤษฎีความร้อนวัสดุน้อยมาก

แต่ถึงกระนั้นแม้จะมีข้อดีหลายประการของทฤษฎีความร้อนในร่างกาย แต่ในช่วงกลางศตวรรษที่สิบแปด ทฤษฎีแคลอรี่ได้รับชัยชนะชั่วคราว สิ่งนี้เกิดขึ้นหลังจากการอนุรักษ์ความร้อนระหว่างการถ่ายเทความร้อนได้รับการพิสูจน์จากการทดลอง จากนี้จึงได้ข้อสรุปเกี่ยวกับการอนุรักษ์ (ไม่ทำลาย) ของไหลความร้อน - แคลอรี่ ในทฤษฎีจริง แนวคิดของความจุความร้อนของร่างกายได้ถูกนำมาใช้และทฤษฎีเชิงปริมาณของการนำความร้อนได้ถูกสร้างขึ้น คำศัพท์หลายคำที่นำมาใช้ในเวลานั้นยังคงอยู่มาจนถึงทุกวันนี้

ในช่วงกลางศตวรรษที่สิบเก้า พิสูจน์ความเชื่อมโยงระหว่างงานเชิงกลและปริมาณความร้อน เช่นเดียวกับการทำงาน ปริมาณความร้อนกลายเป็นตัวชี้วัดการเปลี่ยนแปลงของพลังงาน ความร้อนของร่างกายไม่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มปริมาณ "ของเหลว" ไร้น้ำหนักพิเศษในนั้น แต่ด้วยพลังงานที่เพิ่มขึ้น หลักการของแคลอรี่ถูกแทนที่ด้วยกฎการอนุรักษ์พลังงานที่ลึกกว่ามาก พบว่าความร้อนเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่ง

มีส่วนสำคัญในการพัฒนาทฤษฎีปรากฏการณ์ทางความร้อนและคุณสมบัติของระบบมาโครโดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน R. Clausius (พ.ศ. 2365-2431) นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีชาวอังกฤษ J. Maxwell นักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย L. Boltzmann (พ.ศ. 2387-2449) และนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ

มันเกิดขึ้นที่ธรรมชาติของปรากฏการณ์ทางความร้อนได้รับการอธิบายในฟิสิกส์ในสองวิธี: วิธีการทางอุณหพลศาสตร์และทฤษฎีจลนพลศาสตร์ของโมเลกุลของสสาร

แนวทางอุณหพลศาสตร์พิจารณาความร้อนจากมุมมองของคุณสมบัติระดับมหภาคของสสาร (ความดัน อุณหภูมิ ปริมาตร ความหนาแน่น ฯลฯ)

ทฤษฎีจลนพลศาสตร์ของโมเลกุลเชื่อมโยงเส้นทางของปรากฏการณ์ทางความร้อนและกระบวนการกับลักษณะเฉพาะของโครงสร้างภายในของสสาร และศึกษาสาเหตุที่กำหนดการเคลื่อนที่ของความร้อน

ลองพิจารณาปรากฏการณ์ทางความร้อนในชีวิตมนุษย์

ความร้อนและความเย็น การระเหยและการเดือด การหลอมเหลวและการแข็งตัว การควบแน่น ล้วนเป็นตัวอย่างของปรากฏการณ์ทางความร้อน

แหล่งความร้อนหลักบนโลกคือดวงอาทิตย์ แต่นอกจากนี้ผู้คนใช้แหล่งความร้อนเทียมมากมาย: ไฟ, เตา, เครื่องทำน้ำร้อน, เครื่องทำความร้อนด้วยแก๊สและไฟฟ้า ฯลฯ

คุณรู้ไหมว่าถ้าคุณจุ่มช้อนเย็นลงในชาร้อน หลังจากนั้นไม่นานมันก็จะร้อนขึ้น ในกรณีนี้ ชาจะให้ความร้อนส่วนหนึ่งไม่เพียงแต่กับช้อนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอากาศโดยรอบด้วย เห็นได้ชัดจากตัวอย่างว่าความร้อนสามารถถ่ายโอนจากร่างกายที่ร้อนกว่าไปยังร่างกายที่มีความร้อนน้อยกว่า มีสามวิธีในการถ่ายเทความร้อน - การนำ การพา การแผ่รังสี.

ตัวอย่างการอุ่นช้อนในชาร้อน การนำความร้อน. โลหะทุกชนิดมีการนำความร้อนได้ดี

การพาความร้อนความร้อนถูกถ่ายเทในของเหลวและก๊าซ เมื่อเราอุ่นน้ำในหม้อหรือกาต้มน้ำ ชั้นล่างของน้ำจะถูกทำให้ร้อนก่อน น้ำจะเบาลงและพุ่งขึ้นด้านบน หลีกทางให้น้ำเย็น การพาความร้อนเกิดขึ้นในห้องเมื่อเปิดเครื่องทำความร้อน อากาศร้อนจากแบตเตอรี่ลอยขึ้นและอากาศเย็นลง

แต่ทั้งการนำความร้อนและการพาความร้อนไม่สามารถอธิบายได้ว่าดวงอาทิตย์ซึ่งอยู่ไกลจากเราทำให้โลกร้อนขึ้นได้อย่างไร ในกรณีนี้ ความร้อนจะถูกถ่ายเทผ่านช่องว่างที่ไม่มีอากาศ รังสี(รังสีความร้อน).

เทอร์โมมิเตอร์ใช้เพื่อวัดอุณหภูมิ ในชีวิตปกติ พวกเขาใช้เครื่องวัดอุณหภูมิในห้องหรือทางการแพทย์

เมื่อพูดถึงอุณหภูมิในหน่วยเซลเซียส หมายถึงสเกลอุณหภูมิที่ 0°C ตรงกับจุดเยือกแข็งของน้ำ และ 100°C เป็นจุดเดือด

บางประเทศ (สหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร) ใช้มาตราส่วนฟาเรนไฮต์ ในนั้น 212°F สอดคล้องกับ 100°C การถ่ายโอนอุณหภูมิจากเครื่องชั่งหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่งนั้นไม่ง่ายนัก แต่ถ้าจำเป็น คุณแต่ละคนสามารถทำได้ด้วยตัวเอง ในการแปลงอุณหภูมิเซลเซียสเป็นอุณหภูมิฟาเรนไฮต์ ให้คูณอุณหภูมิเซลเซียสด้วย 9 หารด้วย 5 แล้วบวกด้วย 32 หากต้องการแปลงกลับ ให้ลบ 32 จากอุณหภูมิฟาเรนไฮต์ คูณเศษที่เหลือด้วย 5 แล้วหารด้วย 9

ในฟิสิกส์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ มักใช้สเกลอื่น - สเกลเคลวิน ในนั้นอุณหภูมิต่ำสุดในธรรมชาติ (ศูนย์สัมบูรณ์) จะถือเป็น 0 มันสอดคล้องกับ −273°С หน่วยการวัดในระดับนี้คือเคลวิน (K) ในการแปลงอุณหภูมิเซลเซียสเป็นอุณหภูมิเคลวิน ต้องบวก 273 ลงในองศาเซลเซียส ตัวอย่างเช่น เซลเซียสคือ 100 ° และเคลวินคือ 373 K หากต้องการย้อนกลับการแปลง ให้ลบ 273 ตัวอย่างเช่น 0 K คือ −273 ° ซ.

มีประโยชน์ที่จะรู้ว่าอุณหภูมิบนพื้นผิวของดวงอาทิตย์คือ 6,000 K และภายใน - 15,000,000 K อุณหภูมิในอวกาศที่ห่างไกลจากดวงดาวนั้นใกล้เคียงกับศูนย์สัมบูรณ์

โดยธรรมชาติแล้ว เราเป็นพยานถึงปรากฏการณ์ทางความร้อน แต่บางครั้งเราก็ไม่ใส่ใจกับสาระสำคัญของปรากฏการณ์นั้น ตัวอย่างเช่น ฝนตกในฤดูร้อนและหิมะตกในฤดูหนาว น้ำค้างก่อตัวบนใบไม้ หมอกปรากฏขึ้น

ความรู้เกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางความร้อนช่วยให้ผู้คนออกแบบเครื่องทำความร้อนสำหรับบ้าน เครื่องยนต์ความร้อน (เครื่องยนต์สันดาปภายใน กังหันไอน้ำ เครื่องยนต์ไอพ่น ฯลฯ) ทำนายสภาพอากาศ หลอมโลหะ สร้างวัสดุฉนวนความร้อนและทนความร้อนที่ใช้ในทุกสิ่ง ตั้งแต่สร้างบ้านไปจนถึงยานอวกาศ