ʻO ka wela o kā Joule Law "Nā noi - hoʻoikaika kino"
Ua aʻo ʻo Joule i ka hopena i hana ʻia ke holo ka uila i loko he alakaʻi a hoʻokumu ʻia e ke kānāwai Joule kaulana. Ke holo nei ka hoʻoilina uila ma o ka mea alakaʻi, nā uila kuʻi me kekahi i kekahi e hoʻoulu ana i ka wela.
Ke hoʻohana nei i ka hopena Joule, ua hoʻolālā ʻia nā mīkini home he nui a me nā pono ʻoihana, kahi e hoʻohuli ai ka ikehu uila i ka wela e kēia kumumanaʻo, e like me nā mea kuke uila a me nā hao.
Hoʻohana ʻia ke kānāwai a Joule i ka hoʻolālā pono e hōʻemi i nā pohō o ka ikehu ma o ka wela.
E ʻike iki ana iā James Joule:
ʻO James Prescott Joule (1818-1889)
He physicist Pelekane ʻo ia nāna i alakaʻi i ka noiʻi i nā thermodynamics, ka ikehu, ka uila, a me ka magnetism.
Me William Thomson ua ʻike lākou i ka mea i kapa ʻia ʻo Joule - Thomson hopena a lākou i hōʻike ai i ka hiki ke hoʻalili ʻia kahi ʻenekini ke hoʻonui nei me ka hana ʻole ʻana i ka hana kūwaho, kahi kumu nui o ka hoʻomohala ʻana o nā pahu hau i kēia manawa a me nā ʻea hoʻolele ea Hana ʻo ia me Lord Kelvin e hoʻomohala i ka pālākiō piha o ka mahana, kōkua i ka wehewehe ʻana i ke kumumea kinetic o nā kinoea.
Ua kapa ʻia ka ʻāpana o ka ikehu, ka wela a me ka hana, ka joule, i kona hanohano. [1]
Kānāwai a Joule
He aha ka ʻōlelo a ko Joule Law propose?
Ke holo kahe uila ma waena o kahi mea, hoʻopau ʻia kekahi o ka ikehu me he wela lā. ʻAe ke kānāwai o Joule iā mākou e hoʻoholo i ka nui o ka wela i hoʻopau ʻia i loko o kahi mea, ma muli o ke kaʻi uila e kahe ma waena ona. E nānā i ke kiʻi 1.
Ua ʻōlelo ʻo Joule Law e pili ana ka wela (Q) i loko o ka mea alakaʻi i ka pale uila R, i ka square o ke au e hele ma waena o ia mea, a me ka manawa manawa. E nānā i ke kiʻi 2.
ʻ expressionlelo makemakika o ke kānāwai o Joule
ʻO ka wela e hoʻopau ʻia i loko o kahi mea, ke holo kahe i loko o ia mea, hāʻawi ʻia e ka huaʻōlelo makemakika ma ke kiʻi 3. Koi ʻia e ʻike i ke kumukūʻai o ke au uila e kahe ma o ka mea, kona kūʻē uila a me ka wā waena o manawa. [elua].
Ke aʻo ʻana i ka nalo wela i kahi mea, hōʻike pinepine ʻia e like me ka wela i hoʻopau ʻia i ka "calorie" ma kahi o Joule. Hōʻike ka helu 4 i ke ʻano no ka hoʻoholo ʻana i ka nui o ka wela i nā calories.
Pehea e hoʻomehana ai?
Ke kahe ana kahi au uila i loko o kahi mea alakaʻi, e hoʻokuʻi ka uku uila me nā ʻoma o ke alakaʻi i ko lākou neʻe ʻana ma waena o ia. Ma muli o kēia mau haʻalulu, ua hoʻohuli ʻia kahi ʻāpana o ka ikehu i wela, e hoʻonui ana i ka mahana o nā mea conductive. E nānā i ke kiʻi 5.
ʻO ke kahe o ka nui o kēia manawa, ʻo ka nui o ka hoʻonui ʻana o ka mahana, a hoʻopau ʻia ka nui o ka wela. ʻO ka wela i hana ʻia e ka wai uila e kahe ana i loko o kahi mea alakaʻi kahi ana o ka hana i hana ʻia e ka mea i ka wā e kūleʻa ai i ke kūpaʻa o ka mea alakaʻi.
Ke neʻe nei i ka uku uila koi i kahi kumu uila. Pono ka punawai uila e hāʻawi i ka mana hou aku ka nui o ka wela. Ma ka hoʻoholo ʻana i ka nui o ka hana ʻia o ka wela, hiki iā ʻoe ke hoʻoholo i ka nui o ka ikehu e pono ai ka punawai uila.
Nā noi loio a Joule
Hopena Joule i nā puʻupuʻu incandescent
Hana ʻia nā ʻōpuʻu uila i ke kau ʻana i kahi filament tungsten hoʻoheheʻe kiʻekiʻe i ka ipu aniani. Ma ke ana wela o 500 ºC, hoʻokuʻu nā kino i ke kukui ʻulaʻula, i keʻokeʻo inā piʻi ka mahana. ʻO ke filament o ka u kukui, i ka hiki ʻana i 3.000 ºC, e hoʻomālamalama i ke kukui keʻokeʻo. I loko o ka ampoule hana ʻia kahi hakahaka kiʻekiʻe a waiho ʻia kahi kinoea inert i ʻole e wela ke filament.
Hāʻawi ʻia ka wela e kēia (Joule effect) ke hele i loko o ua filament nei e ʻae i ka mahana e pono ai ka incandescence e hana, kahi hopena o nā mea e hoʻomālamalama i ke kukui ke kau ʻia i nā mahana wela. E nānā i ke kiʻi 6.
He mea nui e koho i ke kukui pono no ka ʻoi aku ikehu ikaika. I nā kukui uila he 15% wale nō o ka ikehu e hoʻohana ʻia, hoʻopau ʻia ke koena o ka uila i ka wela. I nā kukui i alakaʻi ʻia he 80 a 90% e hoʻohuli ʻia i ka ikehu māmā, 10% wale nō e hoʻonele ʻia i ka wā e hoʻolei ʻia i ke ʻano o ka wela. ʻO nā puʻupuʻu alakaʻi ke koho ʻoi loa, me ka pono o ka ikehu i ʻoi aku a me ka hōʻemi uila uila. E nānā i ke kiʻi 7. [3]
Hoʻohana maʻamau 1
No kahi kukui uila 100 W, 110 V, e hoʻoholo:
a) Ka ikaika o ke au e kahe ana i loko o ka puʻu.
b) Ka ikehu e hoʻopau ia i kēlā me kēia hola.
Kōkua:
a) Kēia uila:
Hoʻohana ʻia ka hōʻike o ka mana uila:
Ke kono aku nei mākou iā ʻoe e ʻike i ka ʻatikala o ʻO Energy Energy Law a Watt
Na ke kānāwai ʻo Ohm ke kumu kūʻai o ke kūpaʻa uila o ka uila i loaʻa.
kono mākou iā ʻoe e ʻike i ka ʻatikala ʻO ke kānāwai ʻo Ohm a me kāna mau mea huna
b) Pau ka ikehu i kēlā me kēia hola
Hoʻoholo ke kānāwai o Joule i ka nui o ka wela i hoʻopau ʻia i ke kukui
Inā 1 Kilowatt-hola = 3.600.000 Joule, ka ikehu i hoʻopau ʻia i kēlā me kēia hola:
Q = 0,002 kWh
Hualoaʻa:
i = 0,91 A; Q = 0,002 kWh
Ka hopena Joule - Ka lawe ʻana a me ka hāʻawi ʻana o ka ikehu uila
ʻO ka ikehu uila, i hana ʻia i loko o kahi mea kanu, lawe ʻia e nā kaula conductive e hoʻohana ʻia ma hope ma nā home, nā ʻoihana a me nā ʻoihana. [4]
Ke holo nei ke au i kēia manawa, hoʻopau ʻia ka wela e ka hopena Joule, e nalowale ana kekahi hapa o ka ikehu i ke kaiapuni. ʻO ka nui o ke au, ʻo ka nui o ka wela i hoʻopau ʻia. I mea e hōʻalo ai i ka nalo ʻana o ka ikehu, lawe ʻia nā kahe ma nā kahawai haʻahaʻa a me nā uila kiʻekiʻe o 380 kV. Hoʻonui kēia i ka maikaʻi i ka lawe ʻana o ka ikehu uila. I nā substation a me nā transformer ua hoʻemi ʻia lākou i nā pae uila ma 110 V a me 220 V no kā lākou hoʻohana hope25 a i ʻole 220 volts). E nānā i ke kiʻi 8.
I nā mīkini he nui ua hoʻohana ʻia ka hopena Joule, kahi e hoʻololi ai ka ikehu uila i ka wela, e like me nā hao uila, nā hoʻomehana wai, nā fuse, nā toasters, nā kapuahi uila, a me nā mea ʻē aʻe. E nānā i ke kiʻi 9.
Hoʻohana maʻamau 2
Hoʻohana ʻia kahi hao uila 400W no 10 mau minuke. Ke ʻike nei e pili ana ka hao i kahi puka uila 110 V, e hoʻoholo:
a) Ka ikaika o ke au e kahe ana i ka hao.
b) Ka nui o ka wela e hoʻopau ʻia e ka hao.
Kōkua:
Au uila
Hoʻohana ʻia ka hōʻike o ka mana uila:
p = vi
Na ke kānāwai ʻo Ohm ke kumu kūʻai o ke kūpaʻa uila o ka uila i loaʻa.
Hāpala
Hoʻoholo ke kānāwai o Joule i ka nui o ka wela i hoʻopau ʻia i ka pā. Inā loaʻa i ka minuke 60 kekona, a laila 10 mau minuke = 600 s.
Inā 1 Kilowatt-hola = 3.600.000 Joule, ka wela i hoʻokuʻu ʻia:
Q = 0,07 kWh
hopena a
Ua ʻōlelo ʻo Joule Law e pili pono ana ka wela i hana ʻia e kahi uila i ka wā e kahe ai i waena o ka mea alakaʻi i ke kaulike o ka ikaika o kēia au, nā manawa ke kūʻē a me ka manawa o ke au e holo ai. I ka hoʻohanohano iā Joule ka mana o ka ikehu i ka ʻōnaehana o ka honua i kapa ʻia ʻo "Joule".
Hoʻohana ka nui o nā hāmeʻa i ka “hopena joule", Ma ka hoʻoulu ʻana i ka wela ma o ka hele ʻana i loko o kahi mea alakaʻi, e like me ka umu, nā kapuahi, nā toasters, nā pā, a me nā mea ʻē aʻe.
Ke kono aku nei mākou iā ʻoe e haʻalele i kāu mau manaʻo a me kāu mau nīnau ma kēia kumuhana hoihoi.