วันนี้อาจารย์ชาร์ลส์จะมาเล่าเรื่อง “Laws of Thermodynamics” หรือ “กฎอุณหพลศาสตร์” ที่ใครๆ ก็ว่าซับซ้อน แต่เราจะทำให้คุณเข้าใจแบบสนุกๆ เห็นภาพง่าย และนำไปใช้ได้จริงในโรงงานกันครับ
.
– Zeroth Law of Thermodynamics: เพื่อนสนิทคิดไม่ซื่อเรื่องอุณหภูมิ
Zeroth Law นี่เหมือนกับการมีเพื่อนสนิท 3 คน ถ้าเพื่อนคนที่ 1 กับคนที่ 2 เป็นเพื่อนสนิทกัน และคนที่ 2 กับคนที่ 3 ก็เป็นเพื่อนสนิทกัน งั้นคนที่ 1 กับคนที่ 3 ก็คงต้องเป็นเพื่อนสนิทกันด้วยสินะ!
.
ในเชิงวิทยาศาสตร์: ถ้าระบบสองระบบมีอุณหภูมิเท่ากันกับระบบที่สาม มันก็ต้องมีอุณหภูมิเท่ากันกับตัวเองด้วย (เหมือนกับเพื่อนที่มีอุณหภูมิที่เท่ากันนั่นเอง!)
.
นี่คือกฎที่ทำให้เราเข้าใจและวัดอุณหภูมิได้อย่างถูกต้องครับ
.
– First Law of Thermodynamics: พลังงานไม่มีวันหาย!
กฎแรกของอุณหพลศาสตร์บอกเราว่า พลังงานไม่สามารถถูกสร้างหรือทำลายได้ มันเพียงแค่เปลี่ยนรูปแบบเท่านั้น!
.
ลองนึกภาพ: คุณมีเค้กชิ้นหนึ่ง ไม่ว่าคุณจะกิน หรือแบ่งกับเพื่อนเค้กก็ยังมีปริมาณเท่าเดิม พลังงานก็เหมือนกัน ถ้าเรามีพลังงานในระบบ มันก็จะคงอยู่ไม่ว่าจะแปลงเป็นพลังงานความร้อน พลังงานกล หรือพลังงานอื่นๆ
.
คณิตศาสตร์ง่ายๆ:
ΔQ=ΔU+W
ΔQ: พลังงานความร้อนที่ได้รับ
ΔU: การเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายใน
W: งานที่ทำ
.
พูดง่ายๆ ก็คือพลังงานเข้าระบบเท่ากับพลังงานในระบบบวกกับงานที่ทำไปแล้วนั้นเองครับ!
.
– Second Law of Thermodynamics: ไม่มีอะไรสมบูรณ์แบบเสมอไป!
กฎที่สองบอกเราว่า เอนโทรปี หรือความไม่เป็นระเบียบของระบบนั้น จะเพิ่มขึ้นเสมอ!
.
ลองจินตนาการ: ถ้าคุณเทน้ำส้มใส่แก้ว มันจะไม่มีวันกลับมาอยู่ในขวดแบบเดิมได้เอง! มันจะกระจายไปทั่วแก้วอย่างไม่เป็นระเบียบ นี่คือการเพิ่มของเอนโทรปีหรือความไม่เป็นระเบียบนั่นเองครับ
.
ในทางวิทยาศาสตร์:
ΔS univ >0
ΔS univ : การเปลี่ยนแปลงของเอนโทรปีของจักรวาล
.
ไม่มีเครื่องจักรใดที่สามารถแปลงพลังงานความร้อนได้เต็ม 100% ทุกครั้งที่มีการเปลี่ยนแปลงพลังงาน ความไม่เป็นระเบียบจะต้องเพิ่มขึ้นเสมอ!
.
– Third Law of Thermodynamics: อุณหภูมิที่ต่ำที่สุด
กฎที่สามบอกเราว่า เมื่ออุณหภูมิของระบบลดลงจนเกือบถึงศูนย์สัมบูรณ์ (0 เคลวิน หรือ -273.15 องศาเซลเซียส) เอนโทรปีของระบบที่เป็นผลึกสมบูรณ์จะกลายเป็นศูนย์ ซึ่งหมายความว่าในอุณหภูมิที่ต่ำที่สุด ความไม่เป็นระเบียบของระบบก็จะลดลงจนไม่มีเลย
.
ลองคิดดู: ถ้าเราสามารถทำให้สิ่งของเย็นจนถึงศูนย์สัมบูรณ์ ทุกการเคลื่อนไหวของอะตอมก็จะหยุดนิ่ง ไม่มีความไม่เป็นระเบียบเหลืออยู่เลย!
.
แต่ในความเป็นจริง มันเป็นไปไม่ได้ที่เราจะถึงศูนย์สัมบูรณ์ในกระบวนการที่มีขั้นตอนจำกัด
.
อยากรู้วิธีนำไปประยุกต์ใช้จริงในงานวิศวกรรม ห้ามพลาด “ME35 Applying Thermodynamics to Real-World Problems”
คอร์ส 2 วันเข้มข้น ที่จะพาคุณนำกฎเหล่านี้ไป ใช้กับ Compressor, Steam System, Gas Turbine, Moisture Control, Psychrometry
รวมถึงวิธีคำนวณ Efficiency, Wetness, Energy Saving และ Hammering Prevention