5.สมบัติยืดหยุ่นและสมบัติเชิงความร้อนของสสาร สภาพยืดหยุ่นและสภาพพลาสติก การขยายตัวเนื่องจากความร้อน การสะสมความร้อนและการเปลี่ยนสถานะ การนำความร้อน การพาความร้อน การแผ่รังสี การส่งผ่านความร้อนออกนอกร่างกายมนุษย์

สภาพยืดหยุ่นตามยาว สภาพยืดหยุ่นตามขวาง F ความเค้นดึง โมดูลัสของยัง l0+D l ความเครียดดึง F F h x ความเค้นเฉือน ความเครียดเฉือน โมดูลัสเฉือน สภาพยืดหยุ่นตามขวาง

สภาพยืดหยุ่นของปริมาตร P +DP DP=F/A ความเค้นปริมาตร V+DV บัลค์โมดูลัส ความเครียดปริมาตร

A--proportional limit B--Elastic limit C-- break point 0.010 400 300 200 100 0.002 0.004 0.006 0.008 Stress (x 106 N/m2) Strain A B C Constant Modulus Ultimate strength F l0 D l ค่าโมดูลัสของความยืดหยุ่นของวัสดุบางชนิด (x 1011 N/m2) Y R B ทองแดง 1.1 0.42 1.4 เหล็ก 1.9 0.70 1.0 เหล็กกล้า 2.0 0.84 1.60 อลูมิเนียม 0.7 0.24 0.70 ทังสเตน 3.6 1.5 2.0 น้ำ 2.1 A--proportional limit B--Elastic limit C-- break point

การขยายตัวเนื่องจากความร้อน l T l0 2l0 T0 D l Dl l0 T T+D T T1 l0 ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัว ของวัสดุบางชนิด (x 10-6 C-1) a b อลูมิเนียม 25 75 ทองเหลือง 19 57 เหล็ก 12 35 แก้ว 9 27 ควอร์ทซ์ 0.4 1.0 น้ำ - 210 d0 h0 โพรงในเนื้อวัสดุ......

ความเครียดเนื่องจากความร้อน ไม่เครียด l ไม่เครียด T fT = 0 ; T+D T เครียด T+D T F F

ความร้อนจำเพาะและความร้อนแฝง T Q น้ำแข็ง น้ำ ไอ น้ำแข็ง+ น้ำ น้ำ + ไอ ความร้อนจำเพาะ ความร้อนแฝง [kj/kg.C] [ kj/kg ] C น้ำแข็ง = 2.10 C น้ำ = 4.19 Lหลอมเหลว = 333 C ไอน้ำ = 2.01 Lไอน้ำ = 2260

การนำความร้อน (Heat conduction) ความร้อนถูกส่งไปกับการสั่นและชน กันระหว่างโมเลกุลของตัวกลาง กฎของฟูเรียร์ ภายใต้การนำความร้อนคงตัว T = T(X) อัตราความร้อน: สัมประสิทธิ์ของการนำความร้อน :K [J s -1 m -1C-1] เงิน 420 ทองแดง 380 แก้ว 0.84 เนื้อเยื่อ(ไม่รวมระบบเลือด) 0.20 อากาศ 0.023

การนำความร้อนคงตัวบนวัตถุที่มี A คงที่ d TH TL A R x T T TH TL เวลานานๆ เวลาสั้นๆ slope= - R/KA x

การพาความร้อน (Heat convection) ความร้อนถูกส่งไปกับกระแส โมเลกุลของตัวกลาง v สัมประสิทธิ์ของการพาความร้อน :h [J s -1 m -2C-1] อากาศนิ่ง 5 - 25 อากาศ (บังคับ) 10 - 500 น้ำ (บังคับ) 100 - 15000 น้ำเดือด (บังคับ) 250 - 25000 ไอน้ำ (บังคับ) 5000 - 100000

การพาแบบธรรมชาติ - กระแสตัวกลางเกิดจากความแตกต่างความหนาแน่น (มีการขยายตัวโดยความร้อนแตกต่าง) - การเกิดลม , การเย็นตัวของน้ำร้อน อากาศอุ่น อากาศเย็น พื้นดินอุ่น น้ำเย็น อากาศเย็น อากาศอุ่น แผงทำความร้อน การพาแบบบังคับ - โมเลกุลตัวกลางถูกปัมป์หรือเป่าให้เคลื่อนที่ - มีประสิทธิภาพสูงกว่าแบบธรรมชาติ - หน้ากาก”แอร์” ,ระบบเลือด

การแผ่รังสี(Radiation) วัตถุที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 0 K จะปลดปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

Stefan’s constant: s = 5.67x10-8 W/m2.K4 Tob Tob Ten Stefan’s constant: s = 5.67x10-8 W/m2.K4 Emissivity: e ==> [0 1 ]

Thermography and Thermogram Normal image Abnormal image Severely abnormal image

การส่งผ่านความร้อนผ่านผิวหนังมนุษย์ ( T H < 40oC <313 K ) ( T L> 10oC >283 K ) conductance

R2พา R2นำ R2แผ่ R1พา R1นำ R1แผ่ Tenvi Tcore Tskin I II 37oC Private zone ขน เส้นเลือด R2พา R2นำ R2แผ่ R1พา R1นำ R1แผ่ สภาพการส่งผ่านความร้อนใต้ผิวหนัง สภาพการส่งผ่านความร้อนเหนือผิวหนัง

ผิวหนังจะปรับตัวเองจนในที่สุดเข้าสู่ สภาวะคงตัว R1 = R2 Tcore > > Tskin Tenvi ใต้ผิวหนัง อุณหภูมิสูง เหนือผิวหนัง อุณหภูมิต่ำ R1 R2

ใต้ผิวหนัง เหนือผิวหนัง อุณหภูมิสูง อุณหภูมิต่ำ ถ้าอากาศเย็นลงชั่วขณะ จะเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างไร R1 R2 R1 R2 ใต้ผิวหนัง อุณหภูมิสูง เหนือผิวหนัง อุณหภูมิต่ำ R1 R2 R1 R2 R1 R2 อุณหภูมิต่ำลง อัตราการถ่ายเทความร้อนมากขึ้น

ถ้าอากาศร้อนขึ้น จะเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างไร ถ้าอากาศร้อนขึ้น จะเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างไร R1 R2 R1 R2 R1 R2 R1 R2 R1 R2 R1 R2