Закон джоуля-Ленца формула і формулювання - студопедія

Так чи інакше, обидва вчених досліджували явище нагрівання провідників електричним струмом, вони встановили досвідченим шляхом таку закономірність: кількість теплоти, що виділяється в провіднику з струмом, прямо пропорційно опору провідника, квадрату сили струму і часу проходження струму.

Пізніше додаткові дослідження виявили, що дане твердження справедливо для всіх провідників: рідких, твердих і навіть газоподібних. У зв'язку з цим відкрита закономірність стала законом.

Отже, розглянемо сам закон Джоуля-Ленца і його формулу, яка виглядає так:

· Q - кількість теплоти, що виділяється струмом (Дж);

· I - сила струму, що проходить по провіднику (А);

· R - це опір, який чиниться провідником (Ом);

· T - час, що витрачається на проходження струму (с)

Закон джоуля-Ленца формула і формулювання - студопедія
Тепер докладніше розглянемо схему установки, за допомогою якої на практиці можна підтвердити закон Джоуля-Ленца, вона представлена ​​на малюнку справа.

Опір провідника обчислюється за допомогою формулиR = U / I. в якій напруга U ділиться на силу струму I. Термометром вимірюється підвищення температури води в експериментальному посудині. Використовуючи формули Q = I 2 R t іQ = c m D t °. обчислюється кількість теплот, які повинні збігатися з результатами досвіду.

Зауважимо також, що закон Джоуля-Ленца підтверджується не тільки за допомогою експерименту, але і виводиться теоретичним шляхом, так, як це зроблено нижче:

Закон джоуля-Ленца формула і формулювання - студопедія
Зауважте, що отримана нами формула A = I 2 R t дуже схожа на математичну формулу закону Джоуля-Ленца, але в її лівій частині стоїть не кількість теплоти, а робота струму А. Чи дає це нам право вважати, що дані величини рівні? Для цього скористаємося першим законом термодинаміки і висловимо роботу з нього:

· Q - це кількість теплоти, яке було віддано провідником (на що вказує знак «-» попереду);

· DU - зміна внутрішньої енергії того чи іншого провідника, що нагрівається струмом;

· A - вчинена над провідником робота.

Але, що це за робота?

Хоча сам провідник залишається нерухомим, але всередині нього постійно рухаються електрони, які наштовхуються на іони в кристалічній решітці провідника і передають їм частину кінетичної енергії. І, для отримання стійкого результату потік електронів не повинен слабшати, для цього сили електричного поля, яке створює джерело електроенергії, постійно здійснюють над ними роботу. Тому A - це ні що інше, як робота сил електричного поля для переміщення всередині провідника електронів.

Схожі статті