חוק התחממות ג'ול
כאשר זרם חשמלי עובר במעגל חשמלי, התנגשויות בין האלקטרונים ואטומים של החוט גורמות ליצירת חום. כמה חום נוצר במהלך העברת זרם בחוט וכמה התנאים והפרמטרים משפיעים על ייצור החום? הפיזיקאי האנגלי ג'יימס פרסטון ג'ול הגדיר נוסחה המסבירת את התופעה זו בהדיוק. זה ידוע כ-חוק ג'ול.
מהו חוק ג'ול לייצור חום
החום שנוצר עקב מעבר זרם בחוט חשמלי מתבטא ביחידות של ג'אול. עכשיו ההצגה המתמטית והסבר של חוק ג'ול ניתנים בצורה הבאה.
כמות החום הנוצרת בחוט המוביל זרם היא פרופורציונלית לריבוע כמות הזרם העובר דרך החוט, כאשר התנגדות חשמלית של החוט והזמן בו זורם הזרם קבועים.
כמות החום הנוצרת היא פרופורציונלית ל-התנגדות חשמלית של החוט כאשר הזרם בחוט והזמן בו זורם הזרם קבועים.
החום הנוצר עקב מעבר זרם הוא פרופורציונלי לזמן בו זורם הזרם, כאשר התנגדות חשמלית וכמות הזרם קבועים.
כאשר משלבים את שלושת התנאים הללו, הנוסחה הסופית היא כזו -
כאן, 'H' הוא החום הנוצר בג'אולים, 'i' הוא הזרם העובר דרך החוט המוביל באמפר ו-'t' הוא הזמן בשניות. יש ארבעה משתנים בנוסחה. כאשר שלושה מהמשתנים הללו ידועים ניתן לחשב את האחר. כאן, 'J' הוא קבוע, המכונה הקבוע המכנני של ג'ול להמרת חום. הקבוע המכנני של ג'ול להמרת חום יכול להוגדר כמספר יחידות עבודה, אשר כשנמנים לחלוטין לחום, מספקות יחידה אחת של חום. ברור שהערך של J יתלכד עם בחירת היחידות של עבודה וחום. נמצא כי J = 4.2 ג'אול/קל (1 ג'אול = 107 ארג) = 1400 רגל-קילוגרמים/CHU = 778 רגל-קילוגרמים/B Th U. יש לציין שהערכים המוזכרים למעלה אינם מדוייקים מאוד אך הם מספיקים לעבודה כללית.
לפי חוק ג'ול I2Rt = העבודה שנעשתה בג'אולים חשמלית כאשר I אמפר של זרם נשמרים דרך נגד של R אוהמים למשך t שניות.
על ידי השמיטה של I ו-R בהתאמה בתבנית הנ"ל בעזרת חוק אוהם, מקבלים צורות אלטרנטיביות.
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
