In secolul XIX, în mod independent, un englez, și Joel D. E. Lenz studiat Rumyniyanin conductori de încălzire electrocutării și empiric constatat model: cantitatea de căldură eliberată de curent conductor este direct proporțională cu pătratul curentului, rezistența conductorului și timpul fluxului de curent.
Forțele de alți oameni de știință, sa constatat că acest lucru este valabil pentru orice conductor: solid, lichid, gazos. Prin urmare, legea este numită legea lui Joule:
Q - cantitatea de căldură a separat, J.
I - curentul electric în conductorul A
R - rezistența conductorului, Ohm
T - timpul fluxului de curent, cu
Diagrama din dreapta a unui configurare cu care puteți verifica experimental legea Joule. Impartind tensiunea la bornele de curent, în conformitate cu formula R = U / I rezistență calculat. Termometru măsurat creșterea temperaturii apei. În conformitate cu formulele Q = I²Rt și Q = cmδt ° cantitatea calculată de căldură care trebuie să fie egale între ele (cu contul erorilor).
Pentru cei care sunt interesați de fizica mai profund, mai ales, observăm că legea Joule poate fi obținută nu numai producția experimentală, ci, de asemenea, teoretic, prin utilizarea unei formule familiare.
În conformitate cu legea lui Ohm
Formula stânga A = Isup2Rt similar cu formula legii lui Joule, dar partea stanga este locul actual de muncă, mai degrabă decât cantitatea de căldură. Ceea ce ne dă dreptul să se presupună că aceste cantități sunt egale? În acest scop, ne vom aminti prima lege a termodinamicii (a se vedea. § 6 ore) și exprime de la locul de muncă.
= Q + AU A, în consecință A = DU - Q
Aici AU - această modificare în energia internă a conductorului de curent încălzit; Q - cantitatea de conductor dat de căldură (indicat prin semnul „-“ înainte); A - locul de muncă, comise asupra conductorului. Să ne aflăm ce fel de muncă.
conductor staționar în sine, dar în interiorul electronii muta, ciocnindu-se ionii de cristal cu zăbrele și oferindu-le o parte din energia cinetică. Pentru fluxul de electroni nu este slăbit, puterea câmpului electric trebuie să facă în mod constant de lucru. Prin urmare, A - câmp electric operație la deplasarea conductorului de electroni.
Acum discutăm, valoarea aplicată la AU conductorul în care începe curent pentru a merge. Conductorul va fi încălzită și energia internă va crește. Pe măsură ce căldura va crește diferența de temperatură dintre conductor și mediul înconjurător. Conform legilor lui Newton (a se vedea. § 6-L), va crește capacitatea de transfer de căldură. În curând, aceasta va duce la faptul că temperatura conductorului va înceta să crească. Din acest moment, energia conductor interior încetează să se schimbe, adică valoarea devine zero DU.
Prima lege a termodinamicii pentru această condiție poate fi scris: A = -Q. Cuvintele, în cazul în care energia internă a conductorului nu se schimba, activitatea curentă este complet transformată în căldură. Folosind această constatare, vom scrie toate cele trei formule de calcul pentru activitatea curentă în alte specii:
Aceste formule, vom lua în considerare echitabilă. Mai târziu aflăm că formula medie este valabilă întotdeauna (și așa se numește legea), și două exterioare - numai în anumite condiții (pe care am stat în liceu).
- Ca și în formule nu sunt Q, și A, au nevoie de fundamentare.
- Această justificare va oferi pentru noi.
- În ecuația A = Q-AU ultimul termen - a.
- Pe partea stângă a aceleiași ecuații standuri.
- Locuri de munca, a angajat peste un conductor - l.
- După includerea în circuitul de curent de oricare dintre ei.
- Creșterea capacității de transfer de căldură a conductorului.
- Prin urmare, variația energiei interne dispare, adică.
- Înregistrarea O primă lege = -Q a termodinamicii mijloace.
- Am informat substituirea A în Q, și să raporteze cu privire la viitorul acestei.