Q V = c V m δ t = 0,1690 kcal / (kg = ° C) # x2219; 1,293 kg # x2219; 1 ° C = 0,2185 kcal.
Diferența dintre aceste valori ale cantității de căldură Q = Q 1 - Q 2 este 0.0886 cal. Datorită acestui fapt, cantitatea de dilatare termică a gazului la presiune constantă făcută J. 370.758 de lucru. Astfel, cantitatea de căldură echivalent la 0,0886 muncă kcal J. 370.758. Lucrare Prin urmare mecanic, echivalent cu 1 kcal egal cu 4185 J.
Valoarea obținută se numește echivalentul mecanic al căldurii. Echivalentul mecanic al căldurii este o lucrare a cărei îndeplinire permite schimbarea energiei interne a corpului cu cât cantitatea de căldură transferată la acel corp se modifică cu 1 kcal.
Experimentele lui James Prescott Joule (1818-1889)
Fig. 4. Instalarea lui Lenz
Mai târziu, Joule a generalizat legea la electroliți:
„Când - Joel a scris - orice dispozitiv galvanic, dacă este simplu sau complex, trece un curent electric prin orice substanță, dacă electrolit sau nu, căldura galvanic totală formată în orice moment, este proporțională cu produsul dintre numărul de atomi, care sunt supuse la electroliza în fiecare elementul de circuit și energia reală a bateriei. Dacă circuitul este un element, a cărui acțiune se bazează pe reacția de descompunere, capacitatea reală a bateriei este redus proporțional cu elektrolizatsii rezistență“.
Explorând căldura eliberată în timpul arderii, Joule a ajuns la concluzia că este proporțională cu afinitatea chimică a elementului cu oxigenul.
În 1843, sa efectuat un experiment care a permis determinarea experimentală a valorii echivalentului mecanic al căldurii.
Fig. 5. Instalarea de Joule
Instalarea experimentului Joule a constat într-un vas de cupru (calorimetru), care a fost închis printr-un capac de cupru strâns înfundat în vas. În capac erau două tuburi: în primul tub a fost introdus un termometru, în cel de-al doilea tub, pe care erau atașate lamele. Lamele în mișcare alternate cu cele staționare pentru a mări forța de frecare. Vasul a fost umplut cu apă și lamele au fost rotite. Datorită fricțiunii, apa și lamele au fost încălzite. În rotație, lamele au fost conduse de două încărcături masive suspendate prin blocuri pe un fir subțire. Coborârea, masele desprinse arborele central, care a rotit tija cu lamele. Izolarea termică a fost minimă - nava a fost instalată pe un suport din lemn, în care erau fisuri. Experimentul a fost realizat într-un subsol spațios, în care nu au existat fluctuații de temperatură.
Fig. Diagrama de instalare Joule
La începutul experimentului arborele central a fost atașat la o tijă sarcini deținute într-o stare suspendată de un cadru, determinată de poziția lor pe suprafața Pământului și a măsurat temperatura inițială a apei. Apoi, arborele a fost eliberat, el a început să se rotească și rotiți, atâta timp cât mărfurile nu ajung la laboratorul de podea. S-au mutat la aproximativ 63 de centimetri distanță. Lamele s-au rotit și apa din vas a fost încălzită. Temperatura ei a fost măsurată. După aceea, arborele a fost din nou instalat pe un suport, încărcăturile au fost ridicate și apoi eliberate. Experimentul a fost repetat de 20 de ori, măsurând temperatura la început, la mijloc și la sfârșitul fiecărui experiment. Peste o oră de funcționare, temperatura a crescut cu aproximativ 0,5 ° C.
Joule a calculat lucrul care sa făcut atunci când se deplasează greutățile și cantitatea de căldură primită de vas, apa din vas, lamele etc. Apoi a comparat această cantitate de căldură și lucrarea făcută când greutățile au scăzut. Raportul dintre munca perfectă (A) și cantitatea de căldură (Q), adică echivalentul mecanic al căldurii (A / Q), este egal cu 4,5 J / cal. Ulterior, valoarea acestei valori a fost determinată prin alte metode, de exemplu, atunci când se măsoară cantitatea de căldură eliberată atunci când apa a fost împinsă prin țevi înguste și a fost specificată. Acum este luată egală cu 4,18 J / cal.
Astfel, Joule arătat dacă corpul încălzit sovrshaya lucru mecanic pe ea, cantitatea de corp produsă termic, proporțional cu cantitatea de muncă cheltuită și este independentă de modul în care se realizează acest lucru.
Trimiteți-le prietenilor: