Sheria ya Joule ya Kuchomoka

Wakati utumbo linalofika kwenye mkondo wa umeme, mapata kati ya electrons na viti vya mwito huongeza joto. Ngapi joto kinongezwa wakati utumbo unafika kwenye mwito na ni chini ya nini joto hiki kingefuatana? Mwanga James Prescott Joule aliyekuwa mwanasayansi wa Kiingereza, alifundisha fomu ambayo hutafsiri hii jambo kwa uhakika. Hii inatafsiriwa kama Sheria ya Joule.

Ni nini Sheria ya Joule ya Joto

Joto linalotengenezwa kutokana na utumbo wa umeme katika mwito wa umeme, linatakikana katika vitengo vya Joules. Sasa ufafanuliwa na tafsiri ya hisabati ya Sheria ya Joule inatefsiriwa kwa njia ifuatayo.

1. Kiasi cha joto kinachotengenezwa katika mwito wa umeme, kinawezekana kwa mraba wa kiasi cha utumbo uliofika kwenye mwito, wakati upinzani wa umeme na muda wa utumbo uliofika kwenye mwito unahesabiwa kama wastani.

   

2. Kiasi cha joto kinachotengenezwa kinawezekana kwa upinzani wa umeme wa mwito, wakati utumbo katika mwito na muda wa utumbo uliofika kwenye mwito unahesabiwa kama wastani.

   

3. Joto kinachotengenezwa kutokana na utumbo unawezekana kwa muda wa utumbo uliofika, wakati upinzani wa umeme na kiasi cha utumbo kunahesabiwa kama wastani.

Wakati masharti matatu haya yamejumuisha, fomu inayopatikana ni kama hii –

Hapa, ‘H’ ni joto linachotengenezwa katika Joules, ‘i’ ni utumbo uliofika kwenye mwito wa umeme katika amperes na ‘t’ ni muda katika sekunde. Kuna vitu visi viwili katika mlinganyo. Wakati tano vyote vilivyoshindwa vinavyojulikana, moja zao inaweza kuhesabiwa. Hapa, ‘J’ ni wastani, anayejulikana kama wastani wa Joule wa joto. Wastani wa joto unaweza kutafsiriwa kama idadi ya vitengo vya kazi ambavyo, wakati yanahisi kabisa kujihisi, yanatolea kitengo moja cha joto. Vipaka, thamani ya J itategemea chaguo la vitengo vya kazi na joto. Imetambuliwa kuwa J = 4.2 joules/cal (1 joule = 107 ergs) = 1400 ft. lbs./CHU = 778 ft. lbs/B Th U. Inatarajiwa kuwa thamani zilizotolewa hapa hazitoshi kwa uhakika lakini ni bora sana kwa kazi ya kawaida.

Sasa kutokana na Sheria ya Joule I2Rt = kazi iliyofanyika katika joules elektroni wakati I amperes za utumbo zimeendelea kupitia resistor wa R ohms kwa muda wa t sekunde.

Kwa kufuta I na R kwa muda katika mlinganyo huu kwa kutumia Sheria ya Ohm, tunapata maudhui mengine kama.

Taarifa: Respekti asili, makala nzuri zinazostahimili ushirikiano, ikiwa kuna upweke tafadhali wasiliana ili kufuta.