Mechanische equivalent van warmte
De mechanische equivalentie van warmte is de hoeveelheid mechanisch werk dat nodig is om een bepaalde hoeveelheid warmte te produceren. Het is een fundamenteel principe in de thermodynamica dat de twee fysieke grootheden warmte en werk met elkaar verbindt.
Het concept van de mechanische equivalentie van warmte werd voor het eerst voorgesteld door de Franse wetenschapper Sadi Carnot in het begin van de 19e eeuw en later verfijnd door James Joule en andere wetenschappers. Het stelt dat een bepaalde hoeveelheid warmte kan worden omgezet in een equivalente hoeveelheid mechanisch werk, en vice versa.
De mechanische equivalentie van warmte wordt meestal uitgedrukt in termen van de energie die nodig is om de temperatuur van een eenheid massa van een stof met een bepaalde hoeveelheid te verhogen. Bijvoorbeeld, de mechanische equivalentie van warmte voor water is de hoeveelheid werk die nodig is om de temperatuur van 1 gram water met 1 graad Celsius te verhogen.
De mechanische equivalentie van warmte is een belangrijk concept in de thermodynamica omdat het de relaties tussen warmte en werk kwantificeert en begrijpelijk maakt. Het is ook een belangrijke factor in de werking van warmtemotoren, zoals stoommachines, die warmte omzetten in mechanisch werk.
Wanneer W de hoeveelheid werk is dat op een systeem wordt uitgevoerd en Q de hoeveelheid warmte is die als gevolg hiervan wordt gegenereerd, dan
W α Q
W = JQ
J = W/Q
Volgens de vergelijking J is de hoeveelheid werk die op een systeem moet worden uitgevoerd om één eenheid warmte te produceren, de mechanische equivalentie van warmte.
De waarde van de mechanische equivalentie van warmte hangt af van de stof die wordt gebruikt en de temperatuur waaronder de conversie plaatsvindt. Het wordt over het algemeen beschouwd als een constante, maar kan licht variëren vanwege factoren zoals de druk en de luchtvochtigheid van de omgeving.
Wat is de mechanische equivalentie van de constante waarde van J?
De hoeveelheid mechanisch werk die nodig is om een bepaalde massa water met één graad Celsius te verwarmen. Het is de warmtecapaciteit van water bij kamertemperatuur, wat 4186 Joules kg-1 is.
Verklaring: Respecteer het origineel, goede artikelen zijn de deling waard, indien er sprake is van schending neem dan contact op om te verwijderen.
