Siltības mehāniskais ekvivalents

Siltums mehāniskās darba ekvivalents ir mehāniskā darba daudzums, kas nepieciešams, lai izveidotu noteiktu siltuma daudzumu. Tas ir termodynamikas pamatprincips, kas saista divus fizikālos lielumus – siltumu un darbu.

Siltums mehāniskās darba ekvivalenta jēdziens tika pirmo reizi ierosināts franču zinātnieka Sadi Carnot teorijā agrā 19. gadsimtā, un vēlāk to uzlaboja Džeims Džouls un citi zinātnieki. Šis princips apstiprina, ka noteikts siltuma daudzums var tikt pārveidots par atbilstošu mehānisko darbu un otrādi.

Siltums mehāniskās darba ekvivalents parasti tiek izteikts kā enerģijas daudzums, kas nepieciešams, lai paceltu vienības masas šķidruma temperatūru par noteiktu daudzumu. Piemēram, ūdens siltuma mehāniskais ekvivalents ir darba daudzums, kas nepieciešams, lai paceltu 1 gramma ūdens temperatūru par 1 grādu Celsija.

Siltums mehāniskās darba ekvivalents ir svarīgs termodynamikas jēdziens, jo tas ļauj kvantitatīvi un saprotami attiecības starp siltumu un darbu. Tas ir arī galvenais faktors siltuma dzinēju, piemēram, dzesmu dzinēju, darbībā, kas pārvērš siltumu par mehānisko darbu.

Ja W ir veiktā darba daudzums sistēmā un Q ir rezultātā veidojies siltuma daudzums, tad

 W α Q

W = JQ

J = W/Q

Pēc vienādojuma J, darba daudzums, kas jāveic sistēmai, lai izveidotu vienu siltuma mērvienību, ir siltuma mehāniskais ekvivalents.

Siltuma mehāniskā ekvivalenta vērtība atkarīga no izmantotā šķidruma un temperatūras, pie kuras notiek pārveidošana. To parasti uzskata par konstanti, bet tā var mazliet mainīties atkarībā no faktoriem, piemēram, videjas spiediena un mitruma.

Kāda ir J konstantes vērtības mehāniskais ekvivalents?

Mehāniskā darba daudzums, kas nepieciešams, lai sildītu noteiktu ūdens masu par 1 grādu Celsija. Tas ir ūdens siltumkapacitāte pie istabas temperatūras, kas ir 4186 Džeulji kg-1.

Izdevējs: Cienījam oriģinālu, labas raksti vērts koplietošanai, ja ir autortiesību pārkāpums, lūdzu, sazinieties, lai to dzēstu.