Lämpöä vastaava mekaaninen energia

Lämpöä vastaava mekaaninen työ on se määrä mekaanista työtä, joka vaaditaan tietyssä lämpöä tuottamaan. Se on termodynamiikan perusperiaate, joka yhdistää lämpö- ja työn kaksi fysikaalista suuretta.

Lämpöä vastaavan mekaanisen työn käsite esitettiin ensimmäistä kertaa ranskalaisen tiedemiehen Sadi Carnot'n toimesta 1800-luvun alussa, ja sitä tarkentivat myöhemmin James Joule ja muut tiedemiehet. Periaate sanoo, että tietty määrä lämpöä voidaan muuttaa samankokoiseksi mekaaniseksi työksi ja päinvastoin.

Lämpöä vastaava mekaaninen työ ilmaistaan yleensä energian määränä, joka vaaditaan aineen yksikkömassan lämpötilan nostamiseksi tietystä määrästä. Esimerkiksi veden tapauksessa se on työmäärä, joka vaaditaan 1 gramman veden lämpötilan nostamiseksi 1 celsiusasteella.

Lämpöä vastaava mekaaninen työ on tärkeä käsite termodynamiikassa, koska se mahdollistaa lämpö- ja työn väliset suhteet kvantifioida ja ymmärtää. Se on myös avainasemassa lämpömoottorien, kuten höyrymoottorien, toiminnassa, jotka muuntavat lämpöä mekaaniseksi työksi.

Kun W on järjestelmään tehty työ ja Q on tämän työn tuloksena syntyvä lämpö, silloin

 W α Q

W = JQ

J = W/Q

Yhtälön J mukaan järjestelmään tehtävän työn määrä, jolla tuotetaan yksi lämpöyksikkö, on lämpöä vastaava mekaaninen työ.

Lämpöä vastaavan mekaanisen työn arvo riippuu käytetystä aineesta ja siitä lämpötilasta, jossa muunnos tapahtuu. Sitä pidetään yleensä vakiona, mutta se voi vaihdella hieman tekijöiden, kuten ympäristön paineen ja kosteuden, vaikutuksesta.

Mikä on J:n vakion mekaaninen vastine?

Määrä mekaanista työtä, joka vaaditaan tietyssä massa vettä lämmittämään yhdellä celsiusasteella. Se on veden lämpökapasiteetti huoneen lämpötilassa, joka on 4186 joulea kg-1.

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