Μηχανικό Ισοδύναμο Θερμότητας
Η μηχανική ισοδυναμία της θερμότητας είναι η ποσότητα μηχανικής εργασίας που απαιτείται για να παράξει μια δεδομένη ποσότητα θερμότητας. Είναι ένα βασικό αρχή στη θερμοδυναμική που συνδέει τις δύο φυσικές μεγεθών της θερμότητας και της εργασίας.
Η έννοια της μηχανικής ισοδυναμίας της θερμότητας προτάθηκε πρώτη από τον Γάλλο επιστήμονα Sadi Carnot στις αρχές του 19ου αιώνα και αργότερα επεξεργάστηκε από τον James Joule και άλλους επιστήμονες. Δηλώνει ότι μια δεδομένη ποσότητα θερμότητας μπορεί να μετατραπεί σε ισοδύναμη ποσότητα μηχανικής εργασίας και αντίστροφα.
Η μηχανική ισοδυναμία της θερμότητας εκφράζεται συνήθως σε όρους της ενέργειας που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία ενός μονάδα μάζας ενός υλικού κατά μια δεδομένη ποσότητα. Για παράδειγμα, η μηχανική ισοδυναμία της θερμότητας για το νερό είναι η ποσότητα εργασίας που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία 1 γραμμάριου νερού κατά 1 βαθμό Κελσίου.
Η μηχανική ισοδυναμία της θερμότητας είναι μια σημαντική έννοια στη θερμοδυναμική, διότι επιτρέπει την ποσοτικοποίηση και κατανόηση των σχέσεων μεταξύ θερμότητας και εργασίας. Είναι επίσης ένα βασικό παράγοντας στη λειτουργία των θερμικών μηχανών, όπως των ατμομηχανών, οι οποίες μετατρέπουν θερμότητα σε μηχανική εργασία.
Όταν W είναι η ποσότητα εργασίας που εκτελείται σε ένα σύστημα και Q είναι η ποσότητα θερμότητας που παράγεται ως αποτέλεσμα αυτής της εργασίας, τότε
W αντίστοιχο Q
W = JQ
J = W/Q
Σύμφωνα με την εξίσωση J, η ποσότητα εργασίας που πρέπει να εκτελεστεί σε ένα σύστημα για να παράξει μία μονάδα θερμότητας είναι η μηχανική ισοδυναμία της θερμότητας.
Η τιμή της μηχανικής ισοδυναμίας της θερμότητας εξαρτάται από το υλικό που χρησιμοποιείται και τη θερμοκρασία στην οποία λαμβάνει χώρα η μετατροπή. Γενικά θεωρείται ότι είναι σταθερή, αλλά μπορεί να επηρεαστεί από παράγοντες όπως η πίεση και η υγρασία του περιβάλλοντος.
Τι είναι η μηχανική ισοδυναμία της σταθερής τιμής του J?
Η ποσότητα μηχανικής εργασίας που απαιτείται για να θερμάνει μια συγκεκριμένη μάζα νερού κατά ένα βαθμό Κελσίου. Είναι η θερμική ικανότητα του νερού σε δωματική θερμοκρασία, η οποία είναι 4186 Joules kg-1.
Δήλωση: Σεβαστά το αρχικό, καλά άρθρα αξίζουν κοινή χρήση, αν υπάρχει παραβίαση πνευματικών δικαιωμάτων επικοινωνήστε για διαγραφή.
