Soojuse mehaaniline ekvivalent

Soojuse mehaaniline ekvivalent on nõutav mehaaniline töö, mis on vajalik etteantud hulga soojuse tootmiseks. See on termomehaanika põhiline printsiip, mis seob kokku kahte füüsikalist suurust: soojuse ja töö.

Soojuse mehaanilise ekvivalendi mõiste esitas esmakordselt Prantsuse teadlane Sadi Carnot 19. sajandi alguses, mida hiljem täpsustasid James Joule ja muud teadlased. See väidab, et etteantud hulk soojust võib teisendada vastavasse mehaanilisse töösse ja vastupidi.

Soojuse mehaaniline ekvivalent väljendatakse tavaliselt energia kaudu, mis on vajalik ühiku massi aine temperatuuri tõstmiseks etteantud hulgaga. Näiteks soojuse mehaaniline ekvivalent vee puhul on see töö, mis on vajalik 1 grammi veega 1 kraadi Celsiuse temperatuuri tõstmiseks.

Soojuse mehaaniline ekvivalent on oluline mõiste termomehaanikas, sest see võimaldab kvantitatiivselt ja arusaadavalt kirjeldada soojuse ja töö vahelist seost. See on ka võtmefaktor lämmaste, näiteks aehitsemootorite, töös, mis teisendavad soojust mehaaniliseks tööks.

Kui W on süsteemile tehtud töö ja Q on selle töö tulemusena genereeritud soojus, siis

 W α Q

W = JQ

J = W/Q

Võrrand J järgi on soojuse mehaaniline ekvivalent selline töö, mis peab süsteemile tehtama, et luua üks soojuse ühik.

Soojuse mehaanilise ekvivalendi väärtus sõltub kasutatavast ainetest ja temperatuurist, milles toimub teisendus. Tavaliselt peetakse seda konstandiks, kuid see võib väheste varieeruda tingimuste, nagu rõhuga ja õhuniiskuse, tõttu.

Mis on J konstandi mehaaniline ekvivalent?

Mehaanilise töö hulk, mis on vajalik etteantud massi veega 1 kraadi Celsiuse temperatuuri tõstmiseks. See on vee soojuskapasitus ruuumtemperatuuril, mis on 4186 Joulesi kg-1.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.