Закон Джоуля в физике

Внутренняя энергия тела (системы) () — это один из важнейших параметров, которые характеризуют систему в термодинамике. Она является функцией состояния. В соответствии с молекулярно — кинетической теорией внутренняя энергия тела складывается из кинетической и потенциальной энергии атомов и молекул, составляющих тело (тела). Так, в идеальном газе его внутренняя энергия есть суммарная кинетическая энергия всех его молекул (атомов).

Свой закон относительно внутренней энергии идеального газа Джоуль установил в 1845 г.

Формулировка закона Джоуля

Внутренняя энергия идеального газа не зависит от объема и является функцией его температуры.

Закон Джоуля — следствие второго начала термодинамики

Данный закон установлен эмпирически и является следствие второго начала термодинамики. Для обратимого процесса (в идеальном газе термодинамические процессы обратимы) выполняется равенство Клаузиуса, следовательно,запишем первое начало термодинамики, и получим:

   

Зная, что:

   

Преобразуем выражение (1) к виду:

   

Для идеального газа справедливо уравнение Менделеева — Клайперона:

   

Из выражения (4) получаем:

   

Подставим (5) в (3) имеем:

   

В математическом виде закон Джоуля можно представить выражением:

   

На основании молекулярно — кинетической теории внутренняя энергия идеального газа может быть вычислено в соответствии с формулой:

   

где — число степеней свободы молекулы газа; — универсальная газовая постоянная; — масса газа, — молярная масса газа.

Как выполняется закон Джоуля, оценивают при помощи эффекта Джоуля — Томпсона. У идеального газа данный эффект не наблюдают.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

ru.solverbook.com

Закон Джоуля — Ленца | энергетик

       Закон Джоуля Ленца — физический закон, дающий: количественную оценку теплового действия электрического тока. Установлен в 1841 году Джеймсом Джоулем и независимо от него в 1842 году Эмилием Ленцем.

    Закон Джоуля Ленца — количество теплоты, выделяемое в единицу времени в рассматриваемом участке цепи, пропорционально произведению квадрата силы тока на этом участке и сопротивлению участка:

.

Закон Джоуля Ленца в интегральной форме в тонких проводах:

.
  Если сила тока изменяется со временем, проводник неподвижен и химических превращений в нем нет, то в проводнике выделяется тепло.

Закон Джоуля Ленца — Мощность тепла, выделяемого в единице объёма среды при протекании электрического тока, пропорциональна произведению плотности электрического тока на величину электрического поля:

,

где Q — количество теплоты, q  — заряд, A  — работа тока, U  — напряжение в проводнике,

I — сила тока в проводнике, t — время,  dt— промежуток времени, R — сопротивление,  w — мощность выделения тепла в единице объёма,   — плотность электрического тока,  — напряжённость электрического поля, σ — проводимость среды.

  Преобразование электрической энергии в тепловую широко используется в электрических печах и различных электронагревательных приборах. Тот же эффект в электрических машинах и аппаратах приводит к непроизвольным затратам энергии (потере энергии и снижении КПД). Тепло, вызывая нагрев этих устройств, ограничивает их нагрузку; при перегрузке повышение температуры может вызвать повреждение изоляции или сокращение срока службы установки.

 

Всем удачи!!!

energetik.com.ru

📌 ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА ЗАКОН - это... 🎓 Что такое ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА ЗАКОН?


ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА ЗАКОН

(по имени англ. физика Дж. П. Джоуля и рус. физика Э. X. Ленца) - закон, характеризующий тепловое действие электрич. тока. Согласно Д. - Л. э., кол-во теплоты О. выделяющейся в проводнике при прохождении по нему пост. электрич. тока, зависит от силы тока I, сопротивления проводника R и времени прохождения тока t:О = I*Rt.

Большой энциклопедический политехнический словарь. 2004.

  • ДЖОУЛЬ
  • ДЖОУЛЯ-ТОМСОНА ЭФФЕКТ

Смотреть что такое "ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА ЗАКОН" в других словарях:

  • ДЖОУЛЯ — ЛЕНЦА ЗАКОН — определяет кол во теплоты Q, выделяющееся в проводнике с сопротивлением Л за время t при прохождении через него тока I: Q=aI2Rt. Коэфф. пропорциональности а зависит от выбора ед. измерений: если I измеряется в амперах, R в омах, t в секундах, то… …   Физическая энциклопедия

  • ДЖОУЛЯ — ЛЕНЦА ЗАКОН — ДЖОУЛЯ ЛЕНЦА ЗАКОН, определяет количество теплоты Q, выделяемой в проводнике при прохождении через него электрического тока: Q прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока. Открыт Дж. Джоулем и Э.… …   Энциклопедический словарь

  • Джоуля - Ленца закон —         определяет количество тепла Q, выделяющегося в проводнике при прохождении через него электрического тока: Q пропорционально сопротивлению R проводника, квадрату силы тока I в цепи и времени прохождения тока t, Q = aI2Rt. Здесь а… …   Большая советская энциклопедия

  • Джоуля-Ленца закон — определяет количество теплоты Q, выделяемой в проводнике при прохождении через него электрического тока: Q прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока. Открыт Дж. П. Джоулем и Э. Х. Ленцем в… …   Энциклопедический словарь

  • ДЖОУЛЯ - ЛЕНЦА ЗАКОН — определяет кол во теплоты Q, выделяемой в проводнике при прохождении через него электрич. тока: Q прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока. Открыт Дж. П. Джоулем и Э. X. Ленцем в нач. 40 х гг.… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • Закон Джоуля — Ленца — Закон Джоуля  Ленца  физический закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока. Открыт в 1840 году независимо Джеймса Джоуля и Эмилия Ленца. В словесной формулировке звучит следующим образом[1] Мощность тепла …   Википедия

  • ЗАКОН ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА — закон, определяющий тепловое действие электрического тока; согласно этому закону количество теплоты Q, выделяющееся в проводнике при прохождении по нему постоянного электрического тока, равно произведению квадрата силы тока I, сопротивления… …   Большая политехническая энциклопедия

  • Закон Джоуля-Ленца — (по имени английского физика Джеймса Джоуля и русского физика Эмилия Ленца, одновременно, но независимо друг от друга открывших его в 1840г) закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока. При протекании тока по… …   Википедия

  • Закон Джоуля - Ленца — (по имени английского физика Джеймса Джоуля и русского физика Эмилия Ленца, одновременно, но независимо друг от друга открывших его в 1840г) закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока. При протекании тока по… …   Википедия

  • закон Джоуля-Ленца — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN Joule Lenz s lawJoule s law …   Справочник технического переводчика

Книги

  • Комплект таблиц. Физика. Электродинамика (10 таблиц), Учебный альбом из 10 листов. Электрический ток, сила тока. Сопротивление. Закон Ома для участка цепи. Зависимость сопротивления проводника от температуры. Соединение проводов. ЭДС. Закон… Категория: Дидактические материалы, практикумы Серия: Учебные таблицы. Физика Издатель: Спектр (пособия), Подробнее  Купить за 2605 руб
  • Комплект таблиц. Физика. Постоянный ток (8 таблиц), Учебный альбом из 8 листов. Электрический ток. Сила тока. Сопротивление. Закон Ома для участка цепи. Зависимость сопротивления проводника от температуры. Электрический ток в… Категория: Дидактические материалы, практикумы Серия: Учебные таблицы. Физика Издатель: Спектр (пособия), Подробнее  Купить за 2084 руб
  • Популярные лекции об электричестве и магнетизме, Хвольсон О.Д., Вниманию читателей предлагается книга известного отечественного физика и популяризатора науки О.Д. Хвольсона (1852-1934), содержащая его популярные лекции об электричестве и магнетизме.… Категория: Разное Серия: Науку - всем! Шедевры научно-популярной литературы Издатель: URSS, Производитель: URSS, Подробнее  Купить за 490 грн (только Украина)
Другие книги по запросу «ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА ЗАКОН» >>

dic.academic.ru

Закон Джоуля - Справочник химика 21

    Суммарную теплоемкость калориметрической системы определяют электрическим способом. Для этого к калориметрической системе подводят известное количество электрической энергии, превращающейся в тепло (З- Необходимо точно измерить время пропускания тока, ток и падение напряжения иа нагревателе. Количество сообщенного системе тепла вычисляют по закону Джоуля [c.136]
    Количество теплоты прохождении тока, по закону Джоуля — Ленца равно  
[c.83]

    Количество теплоты, сообщенной калориметру при пропускании постоянного тока, вычисляют, исходя из закона Джоуля — Ленца  [c.68]

    Это соотношение имеет кардинальное значение для экспериментального определения теплоемкостей и теплот процессов. Измерить теплоемкость можно, подводя к системе определенное количество теплоты. Это несложно сделать помещают в систему проводник определенного сопротивления R и пропускают через него ток" силой / в течение времени . По закону Джоуля — Ленца количество теплоты, выделившееся в проводнике и переданное системе, равно  [c.188]

    Приведем пример использования вектора Пойнтинга в цепях постоян-10Г0 тока. Согласно закону Джоуля — Ленца =Q — есть количество еплоты, выделяющейся в единицу времени в единице объема проводника. Здесь / и е соответственно плотность тока и удельное электрическое со-фотивление вещества). Учитывая, что поток электромагнитной энергии Р=Е поступает через боковую поверхность проводника, заметим, что по /1ере проникновения в глубь вещества поток энергии постепенно ослабляет- я за счет превращения ее в теплоту, уменьшается вектор Пойнтинга и та юверхность, через которую проходит поток. 

[c.53]

    Если через проводник проходит электрический ток, то при этом происходит выделение тепла, т. е. нагревание проводника. По закону Джоуля количество тепла Q), которое развивает электрический ток в проводнике, будет зависеть от мощности тока и времени прохождения его через проводник, т. е. [c.256]

    Это тепло должно быть передано воде, греющей проволокой. Таким образом, последняя при прохождении через нее тока силой в 3 а должна выделить 30 000 кал в течение т сек. Согласно закону Джоуля [c.257]

    Согласно закону Джоуля энтальпия и внутренняя энергия идеального газа при постоянной температуре не зависят от давления или объема. Следовательно, [c.78]

    В отличие от химической энергии электрическая энергия обладает способностью целиком превращаться п тепло. Это свойство электрической энергии известно под названием закона Джоуля—Ленца, являющегося частным случаем закона сохранения энергии  [c.202]

    По закону Джоуля — Ленца подведенное тепло равно А/У = = lut, где — продолжительность нагревания (200—300 с). При всех измерениях она должна быть одинаковой. Опыт состоит из измерения водяного числа калориметра и собственно теплоемкости исследуемой жидкости. Водяным числом Св называют теплоемкость всех частей калориметра без жидкости. 

[c.54]

    Закон Джоуля — Ленца  [c.511]

    Это свойство идеального газа было обнаружено английским физиком Джоулем и вошло в науку как закон Джоуля (1843)  [c.52]

    Количество теплоты q n, введенное в калориметрическую систему электрическим током, рассчитывается по закону Джоуля [c.128]

    Если реакция происходит между идеальными газами, то можно установить соотношение между р и используя следующее свойство, известное под названием закона Джоуля (который здесь не приводится) внутренняя энергия идеального газа зависит только от его температуры. [c.169]

    Внутренняя энергия продуктов, образующихся в ходе реакции при постоянном объеме, согласно закону Джоуля, равна внутренней энергии продуктов, образующихся в ходе реакции при постоянном давлении (если температура одна и та же). [c.170]

    Как уже указывалось, изменение внутренней энергии, сопровождающее изотермический процесс, в случае идеального газа равно нулю (закон Джоуля)  [c.192]

    Согласно закону Джоуля внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры. Иначе говоря, внутренняя энергия продуктов, образующихся в ходе реакции при постоянном объеме, равна внутренней энергии продуктов, образующихся в ходе реакции при постоянных давлении и температуре. Отсюда следует, что Л 7" = 0. [c.65]

    Электрические печи применяются в электротермических процессах, при которых высокие температуры (до 3500°С) создаются преобразованием электрической энергии в тепловую. В электрических печах используют главным образом переменный электрический ток напряжением 50—130 В. Количество выделяющейся теплоты (Дж) рассчитывают по закону Джоуля  [c.195]

    Инженерные расчеты. Использование электроэнергии в печах с электрообогревом основано на законе Джоуля—Ленца  [c.867]

    Б. Обычно для фракционирования белков сыворотки используют рекомендованное выше напряжение 110 В, при котором разделение длится от 14 до 16 ч, и охлаждения не требуется. Для особых целей напряжение может быть увеличено, но, согласно закону Джоуля, при этом соответственно увеличится теплообразование. Выделение тепла можно уменьшить, если снизить ионную силу раствора. При достаточной влажности фильтровальной бумаги, на которой ведут электрофорез, и не очень высокой температуре окружающего воздуха можно повысить напряжение на полоске до 250—300 В, не принимая специальных мер для охлаждения. Однако при дальнейшем увеличении напряжения требуются специальные приспособления для охлаждения. [c.52]

    Возникающее по закону Джоуля тепло увеличивает испаре- [c.52]

    Указание для ответа используйте дифференциальные формы термического и калорического уравнений состояния и закон Джоуля. [c.294]

    По закону Джоуля-Ленца мощность тепловой энергии, выделяющейся в проводнике с током, пропорциональна сопротивлению проводника и квадрату тока. Ухудшение электрического контакта вследствие окисления и уменьшения пло- [c.298]

    В электропечах сопротивления используются элементы активного электр

www.chem21.info

📌 ДЖОУЛЯ — ЛЕНЦА ЗАКОН


ДЖОУЛЯ — ЛЕНЦА ЗАКОН
ДЖОУЛЯ — ЛЕНЦА ЗАКОН ДЖО́УЛЯ — ЛЕ́НЦА ЗАКО́Н, определяет количество теплоты Q, выделяемой в проводнике при прохождении через него электрического тока: Q прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока. Открыт Дж. Джоулем и Э. Х. Ленцем (см. ЛЕНЦ Эмилий Христианович) в нач. 40-х гг. 19 в.

Энциклопедический словарь. 2009.

  • ДЖОУЛЬ (единица измерения энергии)
  • ДЖОУЛЯ — ТОМСОНА ЭФФЕКТ

Смотреть что такое "ДЖОУЛЯ — ЛЕНЦА ЗАКОН" в других словарях:

  • ДЖОУЛЯ — ЛЕНЦА ЗАКОН — определяет кол во теплоты Q, выделяющееся в проводнике с сопротивлением Л за время t при прохождении через него тока I: Q=aI2Rt. Коэфф. пропорциональности а зависит от выбора ед. измерений: если I измеряется в амперах, R в омах, t в секундах, то… …   Физическая энциклопедия

  • ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА ЗАКОН — (по имени англ. физика Дж. П. Джоуля и рус. физика Э. X. Ленца) закон, характеризующий тепловое действие электрич. тока. Согласно Д. Л. э., кол во теплоты О. выделяющейся в проводнике при прохождении по нему пост. электрич. тока, зависит от силы… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Джоуля - Ленца закон —         определяет количество тепла Q, выделяющегося в проводнике при прохождении через него электрического тока: Q пропорционально сопротивлению R проводника, квадрату силы тока I в цепи и времени прохождения тока t, Q = aI2Rt. Здесь а… …   Большая советская энциклопедия

  • Джоуля-Ленца закон — определяет количество теплоты Q, выделяемой в проводнике при прохождении через него электрического тока: Q прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока. Открыт Дж. П. Джоулем и Э. Х. Ленцем в… …   Энциклопедический словарь

  • ДЖОУЛЯ - ЛЕНЦА ЗАКОН — определяет кол во теплоты Q, выделяемой в проводнике при прохождении через него электрич. тока: Q прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока. Открыт Дж. П. Джоулем и Э. X. Ленцем в нач. 40 х гг.… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • Закон Джоуля — Ленца — Закон Джоуля  Ленца  физический закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока. Открыт в 1840 году независимо Джеймса Джоуля и Эмилия Ленца. В словесной формулировке звучит следующим образом[1] Мощность тепла …   Википедия

  • ЗАКОН ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА — закон, определяющий тепловое действие электрического тока; согласно этому закону количество теплоты Q, выделяющееся в проводнике при прохождении по нему постоянного электрического тока, равно произведению квадрата силы тока I, сопротивления… …   Большая политехническая энциклопедия

  • ДЖОУЛЯ — ЛЕНЦА ЗАКОН определяет количество теплоты Q, выделяемой в проводнике при прохождении через него электрического тока: Q прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока. Открыт Дж. Джоулем и Э. Х.… …   Большой Энциклопедический словарь

  • Закон Джоуля-Ленца — (по имени английского физика Джеймса Джоуля и русского физика Эмилия Ленца, одновременно, но независимо друг от друга открывших его в 1840г) закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока. При протекании тока по… …   Википедия

  • Закон Джоуля - Ленца — (по имени английского физика Джеймса Джоуля и русского физика Эмилия Ленца, одновременно, но независимо друг от друга открывших его в 1840г) закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока. При протекании тока по… …   Википедия

Книги

  • Комплект таблиц. Физика. Электродинамика (10 таблиц), Учебный альбом из 10 листов. Электрический ток, сила тока. Сопротивление. Закон Ома для участка цепи. Зависимость сопротивления проводника от температуры. Соединение проводов. ЭДС. Закон… Категория: Дидактические материалы, практикумы Серия: Учебные таблицы. Физика Издатель: Спектр (пособия), Подробнее  Купить за 2605 руб
  • Комплект таблиц. Физика. Постоянный ток (8 таблиц), Учебный альбом из 8 листов. Электрический ток. Сила тока. Сопротивление. Закон Ома для участка цепи. Зависимость сопротивления проводника от температуры. Электрический ток в… Категория: Дидактические материалы, практикумы Серия: Учебные таблицы. Физика Издатель: Спектр (пособия), Подробнее  Купить за 2084 руб
  • Популярные лекции об электричестве и магнетизме, Хвольсон О.Д., Вниманию читателей предлагается книга известного отечественного физика и популяризатора науки О.Д. Хвольсона (1852-1934), содержащая его популярные лекции об электричестве и магнетизме.… Категория: Разное Серия: Науку - всем! Шедевры научно-популярной литературы Издатель: URSS, Производитель: URSS, Подробнее  Купить за 490 грн (только Украина)
Другие книги по запросу «ДЖОУЛЯ — ЛЕНЦА ЗАКОН» >>

dic.academic.ru

Закон Джоуля-Ленца Википедия

Закон Джо́уля — Ле́нца — физический закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока. Установлен в 1841 году Джеймсом Джоулем и независимо от него в 1842 году Эмилием Ленцем[1].

Определения[ | ]

В словесной формулировке звучит следующим образом[2]:

Мощность тепла, выделяемого в единице объёма среды при протекании постоянного электрического тока, равна произведению плотности электрического тока на величину напряженности электрического поля.

Математически может быть выражен в следующей форме:

w=j→⋅E→=σE2,{\displaystyle w={\vec {j}}\cdot {\vec {E}}=\sigma E^{2},}

где w{\displaystyle w} — мощность выделения тепла в единице объёма, j→{\displaystyle {\vec {j}}} — плотность электрического тока, E→{\displaystyle {\vec {E}}} — напряжённость электрического поля, σ — проводимость среды, а точкой обозначено скалярное произведение.

Закон также может быть сформулирован в интегральной форме для случая протекания токов в тонких проводах[3]:

Количество теплоты, выделяемое в единицу времени в рассматриваемом участке цепи, пропорционально произведению квадрата силы тока на этом участке и сопротивления участка.

В интегральной форме этот закон имеет вид

dQ=I2Rdt,{\displaystyle dQ=I^{2}Rdt,}
Q=∫t1t2

ru-wiki.ru

6.2. Внутренняя энергия. Закон Джоуля

Внутренняя энергия является суммой внутренней кинетической и внутренней потенциальной энергий.

Первая из них определяется хаотическим движением частиц тела. С увеличением скорости этого движения возрастает и внутренняя кинетическая энергия. Но так как температура тела зависит от скорости движения его частиц (молекул), то увеличение или уменьшение температуры тела в процессе означает увеличение или уменьшение его внутренней кинетической энергии.

Внутренняя потенциальная энергия определяется силами взаимодействия между частицами вещества.

Обозначим изменение удельных внутренних кинетической и потенциальной энергий рабочего тела массой в 1 кг соответственно через  и . Тогда изменение внутренней энергии () в термодинамическом процессе может быть выражено уравнением:

.

В 1843 г. английский физик Джоуль сформулировал на основании проведённых им экспериментов, весьма важный закон идеальных газов: внутренняя энергия идеального газа зависит от его температуры.

Объясняется это тем, что в идеальных газах силы взаимодействия между молекулами отсутствуют, вследствие чего внутренняя потенциальная энергия их равна нулю, и внутренняя энергия газа состоит только из кинетической энергии, которая и определяет температуру идеального газа.


Но поскольку температура идеального газа определяется внутренней кинетической энергией, а температура тела является параметром состояния, то и внутренняя энергия является параметром состояния. Следовательно, изменение внутренней энергии не зависит от вида процесса изменения состояния тела, а зависит только от начального и конечного состояний, определяемых по его параметрам.

Для вывода расчётного уравнения, по которому можно подсчитать изменение удельной внутренней энергии любого тела, рассмотрим процесс подвода тепла к рабочему телу массой 1 кг, заключённому в сосуд постоянного объёма. Этот пример показателен тем, что здесь удельный объём тела не изменяется, поэтому не совершается работа изменения объёма и вся подведённая теплота целиком расходуется только на увеличение его внутренней энергии.

Пусть в результате подвода теплоты рабочее тело переходит из состояния 1 в состояние 2, тогда подводимая теплота равна:

или

.

Сопоставляя эти уравнения, видим, что левые их части равны, следовательно, получаем:

.                             (6.3)

В общем случае для тела с произвольной массой m:

.                            (6.4)

Уравнения (6.3) и (6.4) отражают закон Джоуля. Заметим, что удельная внутренняя энергия измерения в джоулях на килограмм (Дж/кг).

libraryno.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *