Jouleov zakon ogrjevanja
Ko pikola teče skozi električni vez, nastane toplota zaradi trkanja med elektroni in atomki vžiga. Koliko toplote se ustvari med pretokom toku skozi vžigo in od katerih pogojev in parametrov je odvisno ustvarjanje toplote? Anglijski fizik James Prescott Joule je izpeljal enačbo, ki to pojav točno razloži. To se imenuje Jouleov zakon.
Kaj je Jouleov zakon o ogrjevanju
Toplota, ki jo povzroči pretok toka skozi električno vžigo, se izraža v enotah Joulov. Sedaj bomo matematično predstavili in razložili Jouleov zakon na naslednji način.
Količina toplote, ki se ustvari v vžigi, skozi katero teče tok, je sorazmerna s kvadratom količine toka, ki teče skozi vžigo, če električna upornost vžige in čas pretoka toka ostane konstanten.
Količina toplote, ki se ustvari, je sorazmerna električni upornosti vžige, če tok v vžigi in čas pretoka toka ostanejo konstantni.
Toplota, ki se ustvari zaradi pretoka toka, je sorazmerna s časom pretoka toka, če električna upornost in količina toka ostanejo konstantni.
Ko so ti trije pogoji združeni, dobljena enačba je takšna –
Tukaj 'H' predstavlja ustvarjeno toploto v Joulih, 'i' pa tok, ki teče skozi vodilno vžigo v amperih, 't' pa čas v sekundah. V enačbi je štiri spremenljivke. Ko so znani trije od teh, lahko izračunamo tretji. Tukaj 'J' je konstanta, znana kot Jouleov mehanski ekvivalent toplote. Mehanski ekvivalent toplote se definira kot število enot dela, ki, ko je popolnoma prevedeno v toploto, zagotovi enoto toplote. Očitno bo vrednost J odvisna od izbire enot za delo in toploto. Ugotovljeno je, da je J = 4,2 joulov/kal (1 joule = 107 ergov) = 1400 ft. lbs./CHU = 778 ft. lbs/B Th U. Opomba: zgornje vrednosti niso zelo natančne, vendar so dovolj natančne za splošno rabo.
Zdaj glede na Jouleov zakon I2Rt = opravljeno delo v joulih električno, ko je tok I ampere vzdržan skozi upornik R ohmov za t sekund.
S pomočjo Ohmov zakon lahko eliminiramo I in R v zgornjem izrazu, kar nam da alternativne oblike.
Izjava: Spoštujte izvirniki, dobri članki so vredni deljenja, v primeru kršitve avtorskih pravic se obrnite za brisanje.
