ปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าในธรรมชาติ

มนุษย์ได้พยายามอธิบายปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าต่างๆ อย่างมีเหตุมีผล นับแต่โบราณกาล เป็นตัวอย่างที่พวกเขาสังเกตเห็นในธรรมชาติ ดังนั้นในสมัยโบราณ ฟ้าผ่าถือเป็นสัญญาณที่แน่ชัดถึงความพิโรธของเหล่าทวยเทพ กะลาสีในยุคกลางสั่นสะท้านด้วยความสุขก่อนเกิดเพลิงไหม้ที่เซนต์เอลโม และคนในสมัยของเราต่างก็กลัวที่จะพบกับสายฟ้าฟาดอย่างรุนแรง

ทั้งหมดนี้เป็นปรากฏการณ์ทางไฟฟ้า ในธรรมชาติ ทุกสิ่งทุกอย่าง แม้กระทั่งคุณและฉัน ดำเนินไปในตัวเอง หากวัตถุที่มีประจุขนาดใหญ่ที่มีขั้วต่างกันเข้าหากันก็จะเกิดปฏิสัมพันธ์ทางกายภาพขึ้นซึ่งผลลัพธ์ที่มองเห็นได้คือการไหลของพลาสมาเย็นสีตามกฎใน สีเหลืองหรือสีม่วงระหว่างพวกเขา การไหลของมันจะหยุดทันทีที่ประจุในร่างกายทั้งสองมีความสมดุล

ปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าที่พบบ่อยที่สุดในธรรมชาติคือฟ้าผ่า ทุก ๆ วินาที มีพวกมันหลายร้อยตัวพุ่งชนพื้นผิวโลก ฟ้าผ่ามีแนวโน้มที่จะกำหนดเป้าหมายวัตถุที่สูงและตั้งได้อิสระ เนื่องจากตามกฎทางกายภาพ สายฟ้าจะใช้ระยะทางที่สั้นที่สุดระหว่างเมฆฝนฟ้าคะนองกับพื้นผิวโลกเพื่อถ่ายเทประจุที่รุนแรง เพื่อป้องกันอาคารจากการถูกฟ้าผ่า เจ้าของของพวกเขาได้ติดตั้งสายล่อฟ้าไว้บนหลังคา ซึ่งเป็นโครงสร้างโลหะสูงพร้อมสายดิน ซึ่งเมื่อเกิดฟ้าผ่าจะช่วยให้พวกเขาเปลี่ยนเส้นทางการระบายออกทั้งหมดลงสู่ดิน

ปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าอีกประการหนึ่งซึ่งยังคงไม่ชัดเจนเป็นเวลานานมาก ลูกเรือส่วนใหญ่จัดการกับเขา แสงสว่างปรากฏขึ้นดังนี้: เมื่อเรือชนพายุฝนฟ้าคะนอง ยอดเสากระโดงเริ่มลุกเป็นไฟด้วยเปลวไฟ คำอธิบายของปรากฏการณ์นั้นง่ายมาก - แรงดันไฟฟ้าสูงของสนามแม่เหล็กไฟฟ้ามีบทบาทพื้นฐานซึ่งสังเกตได้เสมอก่อนเริ่มพายุฝนฟ้าคะนอง แต่ลูกเรือไม่เพียงเท่านั้นที่สามารถจัดการกับแสงได้ นักบินของเครื่องบินโดยสารขนาดใหญ่ยังพบกับปรากฏการณ์นี้เมื่อบินผ่านกลุ่มเถ้าถ่านที่ภูเขาไฟระเบิดขึ้นสู่ท้องฟ้า ไฟเกิดจากการเสียดสีของเถ้าบนผิวหนัง

ทั้งฟ้าผ่าและไฟของเซนต์เอลโมเป็นปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าที่หลายคนเคยเห็น แต่ไม่ใช่ทุกคนที่สามารถเผชิญหน้าได้ ยังไม่ได้สำรวจธรรมชาติของพวกเขาอย่างเต็มที่ โดยปกติ ผู้เห็นเหตุการณ์จะบรรยายสายฟ้าของลูกบอลว่าเป็นรูปทรงกลมที่สว่างและส่องสว่าง โดยเคลื่อนที่แบบสุ่มในอวกาศ เมื่อสามปีที่แล้ว มีการหยิบยกทฤษฎีขึ้นมาตั้งคำถามถึงความเป็นจริงของการดำรงอยู่ของพวกมัน หากก่อนหน้านี้เชื่อกันว่าลูกไฟหลายชนิดเป็นปรากฏการณ์ทางไฟฟ้า ทฤษฎีนี้แนะนำว่าไม่มีอะไรมากไปกว่าภาพหลอน

มีอีกปรากฏการณ์หนึ่งที่มีลักษณะคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คือ แสงเหนือ มันเกิดขึ้นเนื่องจากผลกระทบของลมสุริยะที่ด้านบน แสงเหนือดูเหมือนแสงวาบของสีต่างๆ และคงที่ตามกฎแล้ว ที่ละติจูดที่ค่อนข้างสูง แน่นอนว่ามีข้อยกเว้น - ถ้ามันสูงพอ ชาวละติจูดพอสมควรก็สามารถเห็นความสดใสบนท้องฟ้าได้เช่นกัน

ปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าค่อนข้าง วัตถุที่น่าสนใจการวิจัยสำหรับนักฟิสิกส์ทั่วโลก เนื่องจากส่วนใหญ่ต้องการเหตุผลโดยละเอียดและการศึกษาอย่างจริงจัง

ชีวิตมนุษย์มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับ ปรากฏการณ์ทางความร้อน. เขาพบกับอาการเหล่านี้บ่อยพอ ๆ กับอาการทางกลไก นี่คือ - เครื่องทำความร้อนหรือ ระบายความร้อนร่างกายขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของพวกเขาใน อุณหภูมิ, การเปลี่ยนแปลงในสถานะรวมสาร ฯลฯ ดังนั้นตั้งแต่สมัยโบราณ มนุษย์จึงได้พยายามรู้ "ความลับ" ปรากฏการณ์ทางความร้อนอธิบายลักษณะการใช้งานในชีวิตประจำวัน ตาม ตำนานกรีกโบราณโพรมีธีอุสถูกล่ามโซ่ไว้กับหินและต้องพบกับความทุกข์ทรมานชั่วนิรันดร์เพราะเขาขโมยไฟจากโอลิมปัสและมอบมันให้กับผู้คน

ปรากฏการณ์ทางความร้อนและกระบวนการ เกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนและการเปลี่ยนแปลงของพลังงาน ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในอุณหภูมิของร่างกายหรือการเปลี่ยนแปลงของสสารจากสถานะการรวมตัวเป็นอีกสถานะหนึ่ง

มันเกิดขึ้นที่ ลักษณะของปรากฏการณ์ทางความร้อนอธิบายในวิชาฟิสิกส์ในสองวิธีซึ่งเสริมซึ่งกันและกัน วิธีหนึ่งที่เรียกว่า วิธีการทางอุณหพลศาสตร์ซึ่งอิงตามลักษณะทั่วไปของประสบการณ์ที่มีอายุหลายศตวรรษในการสังเกตปรากฏการณ์และกระบวนการทางความร้อนและการกำหนดหลักการทั่วไปของหลักสูตร วิธีการทางอุณหพลศาสตร์พิจารณาความร้อนจากมุมมองของคุณสมบัติมหภาคของสสาร- ความดัน อุณหภูมิ ปริมาตร ความหนาแน่น ฯลฯ เป็นวิธีการอธิบายในการศึกษาปรากฏการณ์ทางความร้อน เนื่องจากไม่ได้อาศัยการชี้แจงสาระสำคัญของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อน อีกวิธีหนึ่งคือทฤษฎีโมเลกุลจลนศาสตร์ของสสาร

อุณหพลศาสตร์ - นี่คือทฤษฎีความร้อนซึ่งอธิบายธรรมชาติของปรากฏการณ์ทางความร้อนโดยไม่คำนึงถึงโครงสร้างโมเลกุลของสสารวัสดุจากเว็บไซต์

ในประวัติศาสตร์ฟิสิกส์ การพัฒนาความคิดเกี่ยวกับธรรมชาติของความร้อนเกิดขึ้นจากการเผชิญหน้ากันอย่างต่อเนื่องระหว่างสมัครพรรคพวก อุณหพลศาสตร์และ วิธีการจลนพลศาสตร์ระดับโมเลกุลเพื่ออธิบาย ปรากฏการณ์ทางความร้อน. อดีตแย้งข้อดีของอุณหพลศาสตร์โดยความเรียบง่ายสัมพัทธ์ในการอธิบายปรากฏการณ์ทางความร้อนและกระบวนการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการคำนวณอุปกรณ์ทางเทคนิคที่ทำงานเชิงกลเนื่องจากความร้อน

กฎของอุณหพลศาสตร์ ง่ายกว่าอธิบายทฤษฎีจลนพลศาสตร์ของโมเลกุล ปรากฏการณ์ทางความร้อนและกระบวนการอย่างไรก็ตาม ต้องมีการกำหนดเชิงทดลองของปริมาณแต่ละปริมาณ (เช่น ความจุความร้อน)

ในหน้านี้ เนื้อหาในหัวข้อ:

• เหตุใดจึงต้องมีอุณหพลศาสตร์ในชีวิตของคนธรรมดา ตัวอย่างของปรากฏการณ์

• กลศาสตร์สั้น ๆ

• ปรากฏการณ์ความร้อน คำอธิบายการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนพร้อมตัวอย่าง

• ปรากฏการณ์ความร้อนในตำนานกรีกโบราณ

• ปรากฎการณ์ความร้อนทางฟิสิกส์ในชีวิตประจำวัน

คำถามเกี่ยวกับรายการนี้:

เรามาดูกันว่าปรากฏการณ์ความร้อนใดที่สามารถสังเกตได้ในเช้าวันเสาร์ที่อากาศเย็นของเดือนกันยายน

ดังนั้น ตื่นเช้าและอาบน้ำ เรามาเป่าผมให้แห้งด้วยลมร้อนที่เป่าผมด้วยไฟฟ้า ( การระเหย).

จากนั้นเพื่อความสะดวกสบาย เราเปิดเตาผิงไฟฟ้าซึ่งให้ความร้อนเพิ่มเติม (การแผ่รังสี) ในตำแหน่งของห้องที่ติดตั้งเก้าอี้ตัวโปรดของเรา การพาความร้อนเกิดขึ้นในห้องเมื่อเปิดเครื่องทำความร้อน อากาศร้อนจากหม้อน้ำหรือเตาผิงเพิ่มขึ้นและอากาศเย็นลง

เรานั่งบนเก้าอี้ตัวนี้ ห่มผ้าหนานุ่ม ( กฎการนำความร้อน) และดื่มช็อกโกแลตร้อนจากแก้วซึ่งวัสดุไม่นำความร้อนได้ดี ( กฎการนำความร้อนอีกครั้ง). เราใช้กาต้มน้ำร้อน

เมื่อมองไปรอบ ๆ เราได้ข้อสรุปดังต่อไปนี้ - บ้านถูกสร้างขึ้นตามกฎหมายของปรากฏการณ์ความร้อนโดยเริ่มจากการเลือกวัสดุและลงท้ายด้วยการติดตั้งระบบจ่ายความร้อนและระบบระบายอากาศที่มีความสามารถ ลองนึกภาพว่าถ้าหน้าต่างอยู่ด้านล่าง - ใช่ มันจะสะดวกที่จะเปิด แต่มันจะยากมากที่จะระบายอากาศในห้อง ผนังบ้านใช้วัสดุที่มีรูพรุนเพื่อให้อากาศปกป้องบ้านจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

และเมื่อมองเข้าไปในห้องครัว เราจะเห็นตัวอย่างปรากฏการณ์ความร้อนมากมาย

ในเกือบทุกกระบวนการทางเทคโนโลยีของการปรุงอาหาร เราสามารถสังเกตได้ว่าความร้อนถูกถ่ายเทจากผลิตภัณฑ์หนึ่งไปยังอีกผลิตภัณฑ์หนึ่ง จากเตาหรือเตาอบไปยังกระทะหรือภาชนะอื่นๆ

การถ่ายเทความร้อนทั้งสามประเภทจะมีส่วนร่วมในกระบวนการให้ความร้อน: จากไฟสู่ถัง - การแผ่รังสีผ่านผนังของถังสู่น้ำ - การนำความร้อนและน้ำเองก็ถูกทำให้ร้อนด้วยการพาความร้อน

การนำความร้อน:การใช้สารที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ: หากจำเป็นต้องปกป้องร่างกายจากการทำความเย็นหรือความร้อน จะใช้สารที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ ดังนั้นสำหรับหม้อ กระทะ ที่จับ ทำจากพลาสติกหรือโลหะผสมอื่นที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ ในกระทะเหล็กหล่อขนาดใหญ่ที่มีความหนา ด้านล่างจะอุ่นได้สม่ำเสมอกว่ากระทะที่ทำด้วยเหล็กบาง ส่วนล่างของจานเหล็กที่อยู่เหนือกองไฟจะอุ่นขึ้นเป็นพิเศษ และอาหารมักไหม้บนนั้น นั่นคือเหตุผลที่แม่บ้านเลือกกระทะที่มีก้นหนาซึ่งมักจะเป็นเหล็กหล่อ เป็นเรื่องยากมากที่จะดื่มชาร้อนจากเหยือกอลูมิเนียมสำหรับตั้งแคมป์ แต่เครื่องปั้นดินเผาสมัยใหม่สามารถรับมือกับงานนี้ได้อย่างสมบูรณ์แบบ คุณยังรู้ด้วยว่าถ้าคุณจุ่มช้อนเย็นลงในชาร้อน ผ่านไปครู่หนึ่ง มันก็จะร้อนขึ้น ในกรณีนี้ ชาจะให้ความร้อนส่วนหนึ่ง ไม่เพียงแต่กับช้อนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอากาศโดยรอบด้วย

การพาความร้อน:อาหารปรุงบนเตา อากาศอุ่นจากเตา จากการปรุง อาหารขึ้นและอาหารเย็นลง เมื่อพัดลมทำงาน จะสังเกตการพาความร้อนด้วย

รังสี. ร่างกายทั้งหมดแผ่พลังงานออกมา: ทั้งร้อนจัดและอ่อนแรง ร่างกายที่มีพื้นผิวสีเข้มดูดซับและแผ่พลังงานได้ดีกว่าวัตถุที่มีพื้นผิวสว่าง ดังนั้น ในกาน้ำชาสีอ่อน น้ำร้อนอยู่ได้นานขึ้น อุณหภูมิสูงกว่าในความมืด ความรู้นี้ช่วยประหยัดไฟฟ้าในการเลือกจาน

น้ำในครัวมีอยู่ในทั้งสามสถานะ: ก๊าซ - เมื่อน้ำเดือด ของเหลว - เมื่ออาหารปรุงสุก แข็ง - ในรูปของน้ำแข็งก้อนสำหรับเครื่องดื่ม

ละลาย:ช็อคโกแลตแท้ละลายในปากของคุณ จุดหลอมเหลวของเนยโกโก้อยู่ใกล้กับจุดหลอมเหลวของร่างกายมนุษย์

การระเหย:คุณสมบัติของน้ำส้มสายชู - ระเหยเพื่อทำลายกลิ่นที่ไม่พึงประสงค์ - สะดวกในการใช้งานในห้องครัว หากคุณเทน้ำส้มสายชูเล็กน้อยลงในกระทะแล้วนำไปตั้งบนไฟอ่อนๆ ควัน กลิ่นของไขมัน ปลา กระเทียมจะหายไปในไม่ช้า เพื่อกำจัดกลิ่นอันไม่พึงประสงค์เมื่อปรุงอาหารกะหล่ำปลีคุณต้องปิดกระทะด้วยเศษผ้าที่แช่ในน้ำส้มสายชูและปิดฝาด้านบน ในกล่องขนมปัง ในโต๊ะ ในตู้แขวน ในทำนองเดียวกัน คุณสามารถกำจัดกลิ่นอันไม่พึงประสงค์ของขนมปังที่ค้างอยู่ได้

เดือด:การปรุงอาหารในหม้อไอน้ำสองครั้งและ multicookers ขึ้นอยู่กับการเดือด

เมื่อเข้าใกล้หน้าต่าง เราสามารถสังเกตปรากฏการณ์ความร้อนได้มากมาย

ตัวอย่างเช่น ฝนตกในฤดูร้อนและหิมะตกในฤดูหนาว น้ำค้างก่อตัวบนใบ หมอกปรากฏขึ้น