Thermal Conductivity Bozeman Science English Thai

Thermal ConductivityYouTube↗ IA↗(long shot)
Education 79.8K views 677 likes 39 dislikes 08 Jun 2014

Bozeman Science 1.4M subscribers N/A YouTube↗

Click to Play Video

Hi. It's Mr. Andersen and this is AP Physics essentials video 18. It is on thermal conductivity

สวัสดี ครูแอนเดอเสนกับวิดีโอในชุดวิชาฟิสิกส์พื้นฐานลำดับที่ 18 นี้ จะว่าด้วยเรื่องของ การนำความร้อน

which is a property of matter that either allows it to transfer heat readily from a

ซึ่งเป็นคุณสมบัติของสสารที่จะยอมให้ความร้อน ถ่ายเทจากจุดที่ร้อนกว่า

hot to a cold object or it does not. And so the materials that I use every morning when

ไปยังจุดที่เย็นกว่า อย่างเช่นวัสดุที่ในเครื่องใช้ ที่ครูใช้ประจำทุกๆ เช้า

I make coffee, it is important that they have varying amounts of thermal conductivity. So

ตอนชงกาแฟกินนี่ เรื่องของการนำความร้อนก็เป็นสิ่งสำคัญ

the electric kettle that I use, the element that heats up the water is metallic because

กาต้มน้ำไฟฟ้าที่ครูใช้นั้น ส่วนที่ใช้ทำให้น้ำร้อนขึ้น ต้องทำด้วยโลหะ

we want to transfer as much of that heat to the water as we can. But the handle that I

เนื่องจากจะต้องสามารถถ่ายเทความร้อนไปที่น้ำให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ ขณะที่ส่วนที่เป็นหูจับนั้น

use to pour it is plastic. And that is because it has low thermal conductivity. We do not

ทำด้วยพลาสติก ก็เพราะว่ามีการนำความร้อนต่ำ ..เราไม่ต้องการ

want to transfer a lot of heat to my hand. Likewise the press that I press the water

ให้ความร้อนถ่ายเทมาที่มือ ตอนจับกาแน่นอน เช่นเดียวกัน ตัวจับที่ครูใช้กดน้ำ

through the grounds is plastic. So I am not burning my hand. And so the ability of matter

ดันให้ผ่านกาแฟออกไปนั้น ก็เป็นพลาสติก เนื่องจากไม่ต้องการให้ร้อนมือ .. ก็สรุปว่า ความสามารถในการ

to transfer heat from a hot to a cold object is called its thermal conductivity. And it

ถ่ายเทความร้อนจากวัตถุที่ร้อนกว่าไปยังวัตถุที่เย็นกว่าเรียกว่าการนำความร้อน

is based on the structure of that material, both at the atomic and molecular level. And

ซึ่งก็ขึ้นอยู่กับโครงสร้างในระดับอะตอมและโมเลกุลของวัตถุนั้น

so if we have something like a metal that is a good conductor of electricity it is probably

ก็หมายความว่า ถ้าเรามีวัตถุอย่างเช่นโลหะ ซึ่งเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี ก็มีแนวโน้มที่จะ

also a very good conductor of heat. And the reason why is there are these delocalized

เป็นตัวนำความร้อนที่ดีด้วย นั่นก็เพราะ มันจะมีอิเลคตรอนอิสระ

electrons and it allows that heat to move through the material. Now non-metals can also

ที่จะช่วยให้มีการนำความร้อนผ่านไปยังส่วนต่างๆ ในเนื้อโลหะนั้น ในขณะที่พวกที่เป็นอโลหะนั้น ก็อาจจะนำความร้อนได้เช่นกัน

pass heat. And they do that not using these delocalized electrons but using phonons which

ทว่าไม่ได้เป็นการนำความร้อนแบบที่ใช้อิเลคตรอนอิสระ แต่ว่าเป็นโฟนอน (phonons)

are waves in the lattice itself. And so you should be able to calculate thermal conductivity

ซึ่งเป็นคลื่นในโครงข่ายของตัววัสดุนั้น .. พวกเราควรที่จะสามารถคำนวณการนำความร้อน

of different materials in an AP Physics class. And so what is thermal conductivity? Well

ของวัสดุต่างๆ ที่อ้างถึงในการเรียนในระดับวิชาฟิสิกส์พื้นฐานนี้ได้ ตกลงว่าการนำความร้อนคืออะไรนะ?

we measure it in watts per meter kelvin. But what it is really showing us is how heat can

เราวัดการนำความร้อนด้วยหน่วยวัตต์ต่อเมตรเคลวิน (W/mK) แต่สิ่งที่เราสนใจจริงๆ ก็คือ การที่ความร้อนนั้น

readily be transferred from a hot object to a cold object. And so if we have these two

ถ่ายเทจากวัตถุที่ร้อนกว่าไปยังวัตถุที่เย็นกว่า เช่นวัตถุทั้งสองที่เห็นอยู่นี้

objects in isolation there is not going to be heat flow between them. But if I move this

ถ้าอยู่แยกห่างออกจากกัน ก็จะยังไม่มีการถ่ายเทความร้อนเกิดขึ้น แต่หากครูเลื่อนเอา

metal in the middle there is going to be the transfer of this kinetic energy from the hot

โลหะเข้ามาอยู่ตรงกลาง ก็จะเริ่มมีการถ่ายเทพลังงานจลน์

object to the cold object. And the ability of that material to transfer that heat is

จากวัตถุวัตถุร้อนไปที่วัตถุเย็น .. และความสามารถของวัสดุที่ช่วยถ่ายเทความร้อนนี้เอง

called its thermal conductivity. And metals are very good at conducting that heat. And

ที่เรียกว่าการนำความร้อน และโลหะก็เป็นตัวนำความร้อนที่ดีมาก

that is because they share their electrons in this delocalized cloud. And so the electrons

เนื่องจากมีการใช้อิเลคตรอนร่วมกันในกลุ่มอิเลคตรอนอิสระ และตัวอิเลคตรอนนี้เอง

are actually transferring heat. If we were to take something like wood, it is going to

ที่เป็นตัวนำความร้อน ..เทียบกับไม้ ซึ่งก็จะ

have low thermal conductivity. If I were to put it between the hot and the cold objects,

มีค่าการนำความร้อนที่ต่ำกว่ามาก ถ้าเอามาวางไว้ระหว่าง วัตถุสองชิ้นที่ร้อนกับเย็น

heat is still going to be transferred from the hot object to the cold object, but since

ก็จะยังคงมีความร้อนถ่ายเทจากวัตถุร้อนไปยังวัตถุที่เย็นอยู่นั่นเอง

there are not these free electrons it is not going to be transferred as readily. How is

เพียงแต่ว่าไม่มีอิเล็กตรอนอิสระ การถ่ายเทความร้อนก็จะไม่เป็นไปแบบทันที

it moving then? Well this whole wood is a lattice and you get these waves inside the

แล้วเป็นอย่างไร? ก็ต้องมาดูที่เนื้อไม้ซึ่งมีลักษณะที่เรียกว่าเป็นโครงข่าย (lattice) แล้วก็มีคลื่นอยู่ภายในที่เรียกว่า

lattice called phonons that are actually transferring that heat. Now you can experience this right

โฟนอน (phonons) ที่เข้ามาทำหน้าที่เป็นตัวนำความร้อนในแบบนี้ ลองมาดูการถ่ายเทความร้อนแบบนี้กัน

now. So if you are sitting at a table like I am, I am going to put my hand on something

ถ้าพวกเรามีโต๊ะแบบที่ครูกำลังใช้อยู่ตรงนี้ โดยครูจะเอามือวางลงบนพื้นโต๊ะ

that is a non-metal. So that is going to be the surface of the table. And then I am going

ซึ่งถือว่าเป็นอโลหะ ..คือผิวโต๊ะอันนี้ แล้วครูก็จะ

to put my other hand on the bottom of my chair which is metal. And so it is going to be a

เอามืออีกข้างวางบนเก้าอี้ ซึ่งเป็นโลหะ ซึ่งถือว่า

really good conductor. And the question I ask you is which one is colder? Which one

เป็นตัวนำที่ดี .. ครูก็จะถามพวกเราว่า อันไหนเย็นกว่ากัน?

is warmer? And so when I feel those both I feel like the table is warmer than the chair.

อันไหนอุ่นกว่า? .. ถ้าครูจับวัตถุทั้งสองพร้อมกัน ครูก็จะรู้สึกว่าโต๊ะอุ่นกว่าเก้าอี้

But they are both exactly the same temperature. I was not touching them so they both are at

แต่ที่จริงแล้ว วัตถุทั้งสองนั้นมีอุณหภูมิเท่ากัน ก่อนที่ครูจะเอามือจับนั้น ทั้้งสองต่างมีอุณหภูมิเป็นอุณหภูมิห้อง

room temperature. So why does the metal feel colder than the wood? It is because it has

แล้วทำไมโลหะจึงรู้สึกเย็นกว่าไม้? ..นั่นก็เพราะว่า โลหะนั้น

better thermal conductivity. And so if we were to look at a few objects, copper, which

มีการนำความร้อนที่ดีกว่า .. ลองมาดูวัตถุพวกนี้ ..อย่างทองแดง

is a good conductor of electricity is also a good conductor of heat. And so we would

ซึ่งเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี ก็จะเป็นตัวนำความร้อนที่ดีด้วย ก็จะเห็นว่า

say it has a value of 401 watts per meter kelvin. If we were to look at something like

มีค่าเป็น 401 วัตต์ต่อเมตรเคลวิน .. เอาไปเทียบกับวัตถุอย่างเช่นก้อนอิฐ

brick, it is going to have lower thermal conductivity. Styrofoam, you know would have really low.

ที่จะมีการนำความร้อนที่ต่ำกว่า .. หรืออย่างโฟมซึ่งรู้กันอยู่ว่าต่ำมาก

And so it is a fractional amount. And then a vacuum would have 0 thermal conductivity.

มีค่าเพียงเศษส่วนเท่านั้น แล้วก็สูญญากาศ ซึ่งจะมีค่าการนำความร้อนเป็น 0

We should not be able to move heat through a vacuum. Now in an AP Physic lab you should

ซึ่งก็ทำให้การนำความร้อนผ่านสุญญากาศไม่น่าที่จะเป็นไปได้ .. ในการเรียนในวิชาฟิสิกส์พื้นฐานนี้

be able to measure thermal conductivity. And this is kind of a pretty ingenious set-up

เราจะต้องสามารถวัดค่าการนำความร้อนได้ ... และที่เห็นนี่ ก็คือเครื่องมือที่จัดมาเป็นอย่างดี

on how you could do that. So what we have over here on the right is a steam generator.

สำหรับการทดลองในเรื่องนี้ ที่เราเห็นอยู่ทางขวามมือนี่ก็คือเครื่องทำไอน้ำ

So it is generating steam. That is going to move over here. So that is going to be our

ก็จะทำให้เกิดไอน้ำขึ้นมา แล้วก็จะส่งผ่านมาทางด้านนี้ ส่วนวตัวนี้ ก็คือแหล่งกำเนิดความร้อน

heat source. And it is just going to start to build up in the steam chamber. The steam

ไอน้ำก็จะก่อตัวขึ้นที่ห้องไอน้ำ ซึ่งก็จะมีฝาปิด

chamber is enclosed on the top. And then some of the water that condenses can leak down

อยู่ทางด้านบน แล้วไอน้ำบางส่วนก็จะควบแน่น แล้วก็ไหลลงมา

off the bottom. And so what you do is you put some kind of material on the surface of

ที่่ด้านล่าง ..สิ่งที่เราจะต้องทำก็คือ ใส่วัสดุอะไรก็ตามที่จะทดลองบนพื้นผิวตรงนี้

that. So we have a plate here. In this case it is metal. And then we put some ice on the

ก็จะมีแผ่นอยู่ตรงนี้ เป็นแผ่นโลหะ แล้วเราก็วางน้ำแข็งลงไปที่ด้านบน

top. That ice has a consistent size and it also, since it is frozen is going to have

น้ำแข็งอันนี้ จะมีขนาดตามที่กำหนดไว้ และเนื่องจากเป็นน้ำแข็ง

a consistent temperature. You turn on the steam chamber and what is going to happen

ก็จะอุณหภูมิที่คงที่ พอเปิดเครื่อง .. สิ่งที่จะเกิดขึ้น

is it is going to melt that ice. It is collected right here. And then that water can be measured.

ก็คือน้ำแข็งจะละลาย แล้วก็ไหลงมายังที่เก็บอันนี้ เอามาวัดปริมาณได้

So we could look at the time and the amount of water that is being converted from a solid

พอเราจับเวลาและปริมาณของน้ำที่เปลี่ยนจากน้ำแข็งมาเป็นน้ำได้

to a liquid. So we could measure the thermal conductivity from the steam chamber to the

เราก็จะสามารถวัดการนำความร้อนจากห้องไอน้ำมาที่น้ำแข็งได้

ice. We could then try a different object. Maybe some wood. And we would see that it

ตอนนี้เราก็อาจจะเปลี่ยนไปเป็นวัตถุอันอื่น อย่างเช่นไม้ ซึ่งก็จะเห็นว่า

is going to have lower thermal conductivity. And then we could try some kind of an insulating

จะมีการนำความร้อนที่ต่ำกว่า .. จากนั้นเราก็อาจจะทดลองกับ

plate as well. And we could see that that is going to be even lower a lower amount of

วัตถุที่เป็นพวกฉนวนแบบอื่นๆ ซึ่งก็จะเห็นว่าจะมีค่าการนำความร้อน

thermal conductivity. So it is a really quick way to measure how quickly heat is being transferred

ที่ต่ำมากเช่นกัน .. นี่ก็เป็นวิธีการง่ายๆ ในการวัดการถ่ายเท

between these objects. And so did you learn to design an experiment and to analyze data

ความร้อนระหว่างวัตถุได้ .. .. สรุปว่าพวกเราได้เรียนรู้ ที่จะออกแบบการทดลองและวิเคราะห์ข้อมูล

that will show you thermal conductivity? This is a great example. And I hope that was helpful.

ที่เอามาใช้ช่วยอธิบายการนำความร้อนแล้วหรือไม่? ครูเอาตัวอย่างง่ายๆ มาให้ดูแล้ว .. ก็หวังว่าคงจะเป็นประโยชน์บ้าง

Similar videos:

Thermal conductivity measurement
Audiopedia
2K views 3 likes 5 dislikes 05 Dec 201567% match

Systems and Objects
Bozeman Science
147.3K views 815 likes 15 dislikes 28 Apr 201430% match

Fundamental Particles
Bozeman Science
114.8K views 1.5K likes 26 dislikes 30 Apr 201429% match

Gravitational Force
Bozeman Science
96.3K views 595 likes 57 dislikes 19 Jun 201428% match

Torque
Bozeman Science
421.7K views 5.6K likes 91 dislikes 22 Sep 201426% match

Center of Mass
Bozeman Science
151.6K views 1.7K likes 65 dislikes 02 Apr 201526% match

Density
Bozeman Science
102.6K views 528 likes 89 dislikes 04 Jun 201426% match

Momentum
Bozeman Science
276.3K views 2.3K likes 127 dislikes 13 Sep 201426% match

Calculating the Gravitational Force
Bozeman Science
343.5K views 3.2K likes 203 dislikes 01 Sep 201424% match

Doppler Effect
Bozeman Science
100.4K views 889 likes 35 dislikes 12 May 201524% match

Phases of Mitosis
Bozeman Science
1.3M views 17.1K likes 411 dislikes 18 Mar 201424% match

Kinetic Energy
Bozeman Science
167.9K views 1.2K likes 81 dislikes 13 Feb 201524% match

Positive and Negative Charge
Bozeman Science
190.5K views 1.5K likes 113 dislikes 17 May 201424% match

Electric Permittivity
Bozeman Science
100K views 1.7K likes 31 dislikes 10 Jun 201423% match

Conservation of Angular Momentum
Bozeman Science
136.4K views 1.5K likes 54 dislikes 06 Apr 201523% match

Wave Period and Frequency
Bozeman Science
443.6K views 4.8K likes 219 dislikes 30 Apr 201523% match

Angular Momentum
Bozeman Science
354.9K views 3.6K likes 102 dislikes 28 Sep 201422% match

Free-Body Diagrams
Bozeman Science
370.9K views 3.2K likes 176 dislikes 26 Aug 201422% match

Wave Diffraction
Bozeman Science
141.6K views 1.9K likes 48 dislikes 18 May 201521% match

Emission and Absorption Spectra
Bozeman Science
670.5K views 9K likes 277 dislikes 06 Mar 201521% match

Conservation of Linear Momentum
Bozeman Science
120.4K views 1.3K likes 28 dislikes 27 Mar 201521% match

Resistors and Capacitors
Bozeman Science
248.8K views 3.4K likes 77 dislikes 17 Jan 201521% match

Magnetic Force
Bozeman Science
879.5K views 12K likes 286 dislikes 05 Jul 201421% match

Light Absorption, Reflection, and Transmission
Bozeman Science
355.8K views 4K likes 238 dislikes 11 Jun 201521% match

Entropy
Bozeman Science
266.2K views 3.1K likes 53 dislikes 08 Jan 201421% match

Transverse and Longitudinal Waves
Bozeman Science
134.7K views 1.2K likes 53 dislikes 18 Apr 201521% match

Elastic and Inelastic Collisions
Bozeman Science
327.4K views 3.4K likes 105 dislikes 30 Mar 201520% match

Refraction of Light
Bozeman Science
297.5K views 3.4K likes 171 dislikes 17 Jun 201520% match

Bernoulli's Equation
Bozeman Science
694K views 12.1K likes 140 dislikes 12 Mar 201520% match

Settings Privacy About Contact Donate