Asa ang Pagpapalit sa pagitan sa Mechanical nga Trabaho ug Heat

Sa artikulong ito, aton pagtukod ang konsepto sa mechanical equivalent of heat, nga nagpahayag nga ang mechanical work ug heat mahimong magkamotan. Atong usab mapangutana ang mga eksperimento ug pagkakatubod nga mihiusa sa kini nga ideya ug pila ka higayon nga natabangan kini sa pagtukod sa siyensya sa thermodynamics.

Ano ang Mechanical Equivalent of Heat?

Ang mechanical equivalent of heat usa ka termino nga nagdeskripsyon sa relasyon tali sa mechanical work ug heat.

Giisip kini ingon sa amount of work nga gikinahanglan aron mobuo ang unit amount of heat sa isang sistema. Ang simbolo para sa mechanical equivalent of heat mao ang J, ug gitawag usab kini og Joule’s constant o Joule’s mechanical equivalent of heat human sa siyentista nga unang gisuksok kini.

Ang formula sa mechanical equivalent of heat mao kini:

diin ang W mao ang work done sa isang sistema, ug ang Q mao ang heat generated sa sistema.

Ang unit sa mechanical equivalent of heat mao ang joule per calorie (J/cal), diin ang usa ka joule of work mogenera og usa ka calorie of heat. Usa ka calorie mao ang amount of heat nga gikinahanglan aron mobuto ang temperatura sa usa ka gram of water sa usa ka degree Celsius.

Unsaon Ngitabangan ang Mechanical Equivalent of Heat?

Ang idea nga ang mechanical work ug heat mahimo mogamit uban sa uban unang sugyot ni Benjamin Thompson, kasagaran gitawag og Count Rumford, sa 1798. Giobserbahan niini nga dako ang amount of heat nga gigeberarate sa friction sa pagboring sa cannon barrels sa usa ka arsenal sa Munich. Gitungha niini nga ang heat dili usa ka substance, sama sa gihatagan sa unsa pa, apan usa ka form of motion.

Pero, wala gihatag ni Rumford ang numerical value sa mechanical equivalent of heat, wala usad giha na siya mogamit og controlled experiment aron suksukan kini. Ang iyang obserbasyon gihamon sa mga supporter sa caloric theory, diin gihatagan nga ang heat usa ka fluid nga molihok gikan sa mainit tungod han cold bodies.

Ang unang tawo nga nagbuhat og precise experiment aron suksukan ang mechanical equivalent of heat mao si James Prescott Joule, usa ka English physicist, ug brewer. Sa 1845, iyang gipublic sa usa ka paper nga may titulo “The Mechanical Equivalent of Heat,” diin iyang gidiskubre ang iyang apparatus ug method.

Gigamit ni Joule og copper calorimeter nga gipuno sa tubig ug paddle-wheel mechanism nga gibag-o sa falling weights.

Sama sa mga weights mohapit, sila mibag-o sa paddle wheel, nga gitulog ang tubig sa loob sa calorimeter. Ang kinetic energy sa mga weights ug paddle-wheel giconvert sa heat energy sa tubig. Gisuksok ni Joule ang temperature rise sa tubig ug gicalculate ang amount of work done sa mga weights. Giulohan niini ang iyang eksperimento daghang higayon sa lain-laing weights ug heights ug natun-an niya ang consistent value sa J: 778.24 foot-pound-force per degree Fahrenheit (4.1550 J/cal).

Napatunayan ni Joule nga ang work ug heat mahimong magkamotan ug conserved,

diin sila dili mahimo moporma o mohunong apan mahimo lang mogamit gikan sa usa ka form sa lain. Kini usa ka major breakthrough sa pagtukod sa thermodynamics, nga ang study of energy ug iyang transformations.

Ano ang Mga Application sa Mechanical Equivalent of Heat?

Ang konsepto sa mechanical equivalent of heat adunay daghang application sa science ug engineering. Isip e.g.:

• Giisip kini pila ka higayon sa pagtukod sa engines sa pagconvert sa chemical energy sa fuel sa mechanical energy sa motion.

• Makatabang kini sa pagcalculate sa efficiency sa machines ug processes sa pagcompare sa input work ug output heat.

• Makatabang kini sa pagdesign sa mga device nga makapagconvert sa waste heat sa useful work, sama sa thermoelectric generators.

• Makatabang kini sa pag-unawa sa pila ka higayon sa living organisms sa paggamit sa metabolic energy sa pagperform sa lain-laing function.

Ang mechanical equivalent of heat adunay relasyon sa uban pang importante nga konsepto sa thermodynamics, sama sa entropy, specific heat capacity, latent heat, ug thermal expansion.

Conclusion

Sa artikulong ini, natun-an nato ang mechanical equivalent of heat,

diin ang amount of work nga gikinahanglan aron mobuo ang unit amount of heat sa isang sistema. Natun-an usab nato ang pila ka higayon sa pagtukod niini ni Rumford ug Joule sa pagexperiment sa friction ug pagstirring sa tubig. Sa katapusan, natun-an nato ang pila ka application ug implication sa konsepto ini sa science ug engineering.

Statement: Respeto ang original, maayo nga mga artikulo nga worth sharing, kon adunay infringement palihug contact delete.