เส้นโค้งความเย็นคืออะไร?

เส้นโค้งการระบายความร้อนเป็นกราฟชนิดหนึ่งที่ใช้ในวิชาเคมีฟิสิกส์วิศวกรรมและสาขาวิชาอื่น ๆ เพื่อจัดทำแผนภูมิความคืบหน้าของสารทำความเย็นแกนหนึ่งของกราฟมักจะเป็นแกน x เวลาแผนภูมิในขณะที่อุณหภูมิจะแสดงบนแกนอื่นดังนั้นเส้นโค้งการระบายความร้อนโดยทั่วไปจะลาดลงจากซ้ายไปขวาเนื่องจากอุณหภูมิลดลงเมื่อเวลาผ่านไปเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าเส้นโค้งดังกล่าวไม่ได้ลดลงในอัตราที่สม่ำเสมอตลอดระยะเวลาของกราฟเพราะเส้นโค้งการระบายความร้อนมักใช้เพื่อแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงเฟสทางกายภาพเช่นการเปลี่ยนแปลงจากน้ำเป็นน้ำแข็งอุณหภูมิจะลดลงในอัตราที่สม่ำเสมอขณะที่น้ำเย็นลงถึงจุดเยือกแข็ง แต่เส้นโค้งแบนออกมาที่จุดเยือกแข็งเมื่อน้ำของเหลวแข็งตัวเป็นน้ำแข็งของแข็งปัจจัยที่สำคัญที่สุดสองประการคืออุณหภูมิเริ่มต้นของสารทำความเย็นซึ่งมักเรียกว่าอุณหภูมิเทและอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมที่มีการเทสารลักษณะเฉพาะของสารทำความเย็นเป็นปัจจัยสำคัญของความก้าวหน้าของเส้นโค้งการระบายความร้อนปัจจัยอื่น ๆ เช่นความดันและปริมาตรของสารทำความเย็นสามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อเส้นโค้ง

ไม่ใช่เรื่องแปลกสำหรับเส้นโค้งการระบายความร้อนเพื่อแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงเฟสเช่นจากก๊าซเป็นของเหลวหรือจากของเหลวเป็นของแข็งการเปลี่ยนแปลงจากน้ำเป็นน้ำแข็งเป็นหนึ่งในตัวอย่างที่รู้จักกันดีและเป็นที่รู้จักมากที่สุดของการเปลี่ยนเฟสเมื่อน้ำที่อุณหภูมิค่อนข้างสูงจะถูกเพิ่มเข้าไปในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งมันจะเย็นลงในอัตราที่สม่ำเสมอโดยทั่วไปจนกว่าจะถึงอุณหภูมิการแช่แข็งณ จุดนี้อุณหภูมิจะหยุดลดลงจนกว่าน้ำทั้งหมดจะแข็งตัวเป็นน้ำแข็งน้ำหล่อเย็นสูญเสียพลังงานในรูปแบบของความร้อนและทำให้อุณหภูมิลดลง แต่การสูญเสียพลังงานเดียวกันก็จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนจากของเหลวเป็นของแข็งโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่สอดคล้องกัน

นักวิจัยและนักเรียนสามารถใช้วิธีการที่หลากหลายในการทำเส้นโค้งการระบายความร้อนวิธีที่ง่ายที่สุดเกี่ยวข้องกับการเพิ่มสารเข้ากับสภาพแวดล้อมที่ควบคุมอุณหภูมิและใช้เทอร์โมมิเตอร์บันทึกอุณหภูมิของสารในช่วงเวลาปกติอย่างไรก็ตามวิธีนี้มีความไวต่อความผิดพลาดของมนุษย์วิธีอื่น ๆ พึ่งพาเซ็นเซอร์อุณหภูมิอิเล็กทรอนิกส์และซอฟต์แวร์บันทึกด้วยคอมพิวเตอร์แทนอุปกรณ์และซอฟต์แวร์ดังกล่าวสามารถใช้ในการสร้างเส้นโค้งการระบายความร้อนที่แม่นยำในเวลาจริงในขณะที่ลดโอกาสที่ข้อผิดพลาดในการทดลองจะทำให้เส้นโค้งการระบายความร้อนไร้ประโยชน์