Ang kainit sa Balaod ni Joule nga "Mga Aplikasyon - Pag-ehersisyo"
Gitun-an ni Joule ang epekto nga nahinabo kung ang usa ka kuryente karon moagi usa ka konduktor ug mao nga gitukod sa bantog nga balaod sa Joule. Samtang ang kuryente nagdagan pinaagi sa usa ka conductor, ang mga electron pagbangga sa matag usa nga nagmugna init.
Paggamit sa epekto sa Joule, daghang mga gamit sa panimalay ug kagamitan sa industriya ang gilaraw, diin ang enerhiya nga elektrisidad gibag-o sa kainit sa kini nga prinsipyo, sama sa mga electric cooker ug iron.
Gigamit ang Balaod ni Joule sa laraw sa kagamitan aron maminusan ang pagkawala sa enerhiya pinaagi sa kainit.
Pag-ila gamay kang James Joule:
James Prescott Joule (1818-1889)
Siya usa ka physicist sa Britanya nga naghimo sa panukiduki sa thermodynamics, kusog, elektrisidad, ug magnetismo.
Kauban ni William Thomson ilang nadiskobrehan ang gitawag nga Joule - Thomson nga epekto diin gipakita nila nga posible nga magpabugnaw sa usa ka gas kung magpadako nga wala maghimo sa panggawas nga trabaho, usa ka punoan nga prinsipyo sa pag-uswag sa karon nga mga refrigerator ug aircon. Nagtrabaho siya kauban si Lord Kelvin aron maugmad ang hingpit nga sukod sa temperatura, nakatabang sa pagpatin-aw sa teyorya nga kinetic of gas.
Ang internasyonal nga yunit sa enerhiya, kainit ug trabaho, ang joule, ginganlan alang sa iyang dungog. [1]
Balaod ni Joule
Unsa ang gisugyot sa Balaod ni Joule?
Kung ang usa ka kuryente nga agianan moagi sa usa ka elemento, ang pipila nga kusog mawala sa kainit. Gitugotan kita sa balaod ni Joule nga mahibal-an ang gidaghanon sa kainit nga nawala sa usa ka elemento, ingon usa ka sangputanan sa sulud sa elektrisidad nga nagtuyok pinaagi niini. Tan-awa ang numero 1.
Giingon sa Balaod ni Joule nga ang kainit (Q) nga gipatungha sa usa ka konduktor proporsyonal sa resistensya sa kuryente niini nga R, sa kwadro sa sulud nga moagi niini, ug sa agwat sa oras. Tan-awa ang hulagway 2.
Matematika nga pagpahayag sa Balaod ni Joule
Ang kainit nga nawala sa usa ka elemento, kung ang usa ka sulud nga nagaagi niini, gihatag sa ekspresyon sa matematika sa numero 3. Gikinahanglan nga mahibal-an ang kantidad sa sulud sa elektrisidad nga nagtuyok pinaagi sa elemento, ang resistensya sa elektrisidad ug ang sal-ang panahon. [duha]
Kung gitun-an ang pagkawala sa kainit sa usa ka elemento, kasagaran kini gipahayag ingon ang kainit nga nawala sa yunit nga "kaloriya" imbis sa Joule. Gipakita sa numero 4 ang pormula alang sa pagtino sa gidaghanon sa kainit sa kaloriya.
Giunsa mahitabo ang pag-init?
Kung ang usa ka kuryente nga moagos agi sa usa ka konduktor, ang singil sa kuryente mobangga sa mga atomo sa konduktor samtang sila moagi niini. Tungod sa kini nga mga shocks, usa ka bahin sa enerhiya ang gibag-o sa kainit, nagdugang sa temperatura sa conductive material. Tan-awa ang hulagway 5.
Kung mas daghan ang karon nga pag-agos, labi ka daghan ang pagtaas sa temperatura, ug labi nga nawala ang kainit. Ang kainit nga gihimo sa sulud nga elektrisidad nga nagaagos sa usa ka konduktor usa ka sukod sa trabaho nga gihimo sa karon aron mabuntog ang resistensya sa conductor.
Ang paglihok sa bayad sa elektrisidad nanginahanglan usa ka gigikanan sa boltahe. Ang tinubdan sa boltahe kinahanglan maghatag daghang gahum labi pa nga mawala ang kainit. Pinaagi sa pagtino kung unsang kainit ang nahimo, mahibal-an nimo kung unsang kusog ang kinahanglan nga ihatag sa gigikanan sa boltahe.
Mga aplikasyon sa balaod ni Joule
Joule epekto sa mga bombilya nga incandescent
Ang mga bombilya nga incandescent gihimo pinaagi sa pagbutang usa ka taas nga natunaw nga tungsten filament sa usa ka bombilya. Sa temperatura nga 500 ºC, ang mga lawas magbuga usa ka pula nga suga, nga magbag-o sa puti kung modaghan ang temperatura. Ang filament sa bombilya, sa pagkab-ot sa 3.000 ºC, nagpagawas puti nga suga. Sa sulud sa ampoule usa ka taas nga vacuum ang gihimo ug usa ka inert gas ang gibutang aron ang filament dili masunog.
Ang kainit nga gihatag sa karon (Joule effect) sa pag-agi sa giingon nga filament nagtugot kini sa pagkab-ot sa temperatura nga gikinahanglan aron mahinabo ang incandescence, usa ka epekto sa mga materyales nga magpagawas sa kahayag kung gipaubos sa taas nga temperatura. Kitaa ang numero 6.
Hinungdanon nga pilion ang tama nga bombilya alang sa labi ka daghan energy efficiency. Sa mga bombilya nga incandescent usa ra ka maximum nga 15% nga enerhiya ang gigamit, ang nahabilin nga enerhiya nga elektrisidad nawala sa kainit. Sa mga bulbs nga gipangulohan nga 80 hangtod 90% nabag-o ngadto sa kahayag nga enerhiya, 10% ra ang nasayang sa pag-usik sa porma sa kainit. Ang mga led bulb mao ang labing kaayo nga kapilian, nga adunay labi ka daghang kaepektibo sa enerhiya ug labing maminusan nga konsumo sa elektrisidad. Tan-awa ang hulagway 7. [3]
Pag-ehersisyo sa 1
Alang sa usa ka 100 W, 110 V nga bombilya nga incandescent, pagtino:
a) Ang kakusog sa karon nga nagaagay sa bombilya.
b) Ang kusog nga gigamit niini matag oras.
Solusyon:
a) Kuryente karon:
Gigamit ang ekspresyon sa kuryente:
Gidapit ka namon nga makita ang artikulo sa Ang Kusog sa Balaod ni Watt
Pinaagi sa Balaod ni Ohm ang kantidad sa pagbatok sa kuryente sa bombilya nakuha:
gidapit ka namon nga makita ang artikulo Balaod ni Ohm ug ang mga tinago niini
b) Kusog nga gigamit matag oras
Ang Balaod ni Joule nagtino sa gidaghanon sa kainit nga nawala sa bombilya
Kung 1 Kilowatt-hour = 3.600.000 Joule, ang enerhiya nga nangaon matag oras mao ang:
Q = 0,002 kWh
Resulta:
ako = 0,91 A; Q = 0,002 kWh
Epekto sa Joule - Pagbalhin ug pag-apud-apod sa elektrisidad nga enerhiya
Ang enerhiya nga elektrisidad, nga gihimo sa usa ka tanum, gidala sa mga conductive cable aron magamit sa ulahi sa mga balay, negosyo ug industriya. [4]
Sama sa pag-agi karon, ang kainit nawala sa epekto sa Joule, nga nawala ang bahin sa enerhiya sa kinaiyahan. Kung labi kadaghan ang sulud, labi ka daghan ang kainit nga nawala. Aron malikayan ang pagkawala sa kusog, ang mga sulud gihatud sa ubos nga sulog ug taas nga voltages nga 380 kV. Gipalambo niini ang kahusayan sa pagdala sa enerhiya nga elektrisidad. Sa mga substation ug transformer sila gipamubu sa lebel sa boltahe sa 110 V ug 220 V alang sa ilang katapusang paggamit25 o 220 volts). Tan-awa ang hulagway 8.
Sa daghang mga gamit ang epekto sa Joule gigamit, diin ang enerhiya nga elektrisidad nabag-o ngadto sa kainit, sama sa mga iron iron, heater sa tubig, piyus, toasters, kalan sa kuryente, ug uban pa. Kitaa ang numero 9.
Pag-ehersisyo sa 2
Usa ka 400W nga electric iron ang gigamit sa 10 minuto. Nahibal-an nga ang puthaw konektado sa usa ka 110 V electrical outlet, pagtino:
a) Ang kakusog sa sulog karon nga moagos sa iron.
b) Ang kantidad sa kainit nga nawala sa iron.
Solusyon:
Kuryente karon
Gigamit ang ekspresyon sa kuryente:
p = vi
Pinaagi sa Balaod ni Ohm ang kantidad sa pagbatok sa kuryente sa bombilya nakuha:
Kainit
Ang Balaod ni Joule nagtino sa gidaghanon sa kainit nga nawala sa plato. Kung ang usa ka minuto adunay sulud nga 60 segundo, unya 10 minuto = 600 s.
Kung 1 Kilowatt-hour = 3.600.000 Joule, ang gipagawas nga kainit mao ang:
Q = 0,07 kWh
MGA KASABUTAN
Giingon sa Balaod ni Joule nga ang kainit nga gihimo sa usa ka kuryente kung kini nagtuyok pinaagi sa usa ka konduktor nga direkta nga katimbangan sa kuwadrada sa gidak-on sa kusog karon, nga mga panahon sa pagbatok ug sa oras nga gikinahanglan aron molihok ang sulud. Sa pagtahud kay Joule ang yunit sa enerhiya sa internasyonal nga sistema gitawag karon nga "Joule".
Daghang mga aparato ang naggamit saepekto sa joule”Pinaagi sa pagpatungha sa kainit pinaagi sa pag-agi sa karon pinaagi sa usa ka conductor, sama sa oven, stove, toasters, plate, ug uban pa.
Giimbitahan ka namon nga ibilin ang imong mga komento ug pangutana bahin niining makaiikag nga hilisgutan.