นักเรียนคิดว่า ความร้อน คืออะไร ? ใช่ อุณหภูมิที่วัดได้หรือไม่ ?

 

           ความร้อน (Heat ; q) คือ พลังงานที่ถ่ายเทข้ามขอบเขตของระบบกับสิ่งแวดล้อม โดยอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมมีอุณหภูมิต่างไปจากอุณหภูมิของระบบ

แล้วนักเรียนคิดว่า ความร้อนเป็นสมบัติของระบบหรือเป็นฟังก์ชันสภาวะหรือไม่? เราลองมาดูตัวอย่างการเปลี่ยนแปลงความร้อน 2 วิธี นี้ก่อน แล้วเราจะค้นพบสัจธรรม

พิจารณาจากการเปลี่ยนแปลงระหว่างสภาวะเริ่มต้นกับสภาวะสุดท้าย สมมติว่าการเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นได้ 2 วิธี

         วิธีที่ 1  งานมี (w) ค่าเป็นศูนย์ DE   =   q1  +  w   =   q1
         วิธีที่ 2   เกิดการถ่ายเททั้งความร้อนและงาน จะได้ DE   =   q +  w2

         เนื่องจาก DE มีค่าเท่ากันทั้ง 2 กรณี ดังนั้น q1 ไม่เท่ากับ q2

         แสดงว่า ความร้อนไม่ใช่ฟังก์ชันสภาวะ เพราะไม่ใช่สมบัติของระบบ แต่เป็นสิ่งที่เกิดจากกระบวนการ

         สรุปแล้ว ทั้งงานและความร้อนไม่ใช่ฟังก์ชันสภาวะ ดังนั้น เราจึงไม่สามารถเขียน Dw = wf - wi หรือ Dq = qf - qi ได