ຄວາມຮ້ອນຂອງກົດ ໝາຍ Joule "ການສະ ໝັກ - ອອກ ກຳ ລັງກາຍ"
ທ່ານ Joule ໄດ້ສຶກສາຜົນກະທົບທີ່ຜະລິດໄດ້ໃນເວລາທີ່ກະແສໄຟຟ້າໄຫຼຜ່ານ conductor ແລະຖືກສ້າງຕັ້ງຂື້ນໂດຍກົດຫມາຍ Joule ທີ່ມີຊື່ສຽງ. ໃນເວລາທີ່ຄ່າໄຟຟ້າຍ້າຍຜ່ານ conductor ເອເລັກໂຕຣນິກ collide ກັບກັນແລະກັນຜະລິດຄວາມຮ້ອນ.
ການ ນຳ ໃຊ້ Joule effect, ເຄື່ອງໃຊ້ໃນຄົວເຮືອນແລະອຸປະກອນອຸດສາຫະ ກຳ ຫຼາຍຊະນິດໄດ້ຖືກອອກແບບ, ເຊິ່ງພະລັງງານໄຟຟ້າຈະຖືກປ່ຽນເປັນຄວາມຮ້ອນໂດຍຫຼັກການນີ້, ເຊັ່ນ: ເຕົາໄຟຟ້າແລະເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າ.
ກົດ ໝາຍ Joule ຖືກ ນຳ ໃຊ້ໃນການອອກແບບອຸປະກອນເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍພະລັງງານຜ່ານຄວາມຮ້ອນ.
ການຮູ້ຈັກ James Joule ເລັກຫນ້ອຍ:
James Prescott Joule (1818-1889)
ລາວເປັນນັກຟີຊິກສາດຂອງອັງກິດທີ່ ດຳ ເນີນການຄົ້ນຄ້ວາກ່ຽວກັບວັດແທກຄວາມຮ້ອນ, ພະລັງງານ, ໄຟຟ້າ, ແລະການສະກົດຈິດ.
ຮ່ວມກັນກັບ William Thomson ພວກເຂົາໄດ້ຄົ້ນພົບອັນທີ່ເອີ້ນວ່າຜົນກະທົບຂອງ Joule - Thomson ໂດຍພວກເຂົາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມັນສາມາດເຮັດໃຫ້ອາຍແກັສເຢັນລົງເມື່ອຂະຫຍາຍໂດຍບໍ່ຕ້ອງເຮັດວຽກພາຍນອກເຊິ່ງເປັນຫຼັກການພື້ນຖານຂອງການພັດທະນາຕູ້ເຢັນແລະເຄື່ອງປັບອາກາດໃນປະຈຸບັນ. ລາວໄດ້ເຮັດວຽກຮ່ວມກັບ Lord Kelvin ໃນການພັດທະນາຂະ ໜາດ ອຸນຫະພູມຢ່າງແທ້ຈິງ, ຊ່ວຍອະທິບາຍທິດສະດີກ່ຽວກັບທາດອາຍຜິດ.
ໜ່ວຍ ງານສາກົນຂອງພະລັງງານ, ຄວາມຮ້ອນແລະການເຮັດວຽກ, joule, ໄດ້ຮັບຊື່ໃນກຽດສັກສີຂອງລາວ. [1]
ກົດ ໝາຍ ຂອງ Joule
ກົດ ໝາຍ Joule ສະ ເໜີ ຫຍັງ?
ເມື່ອກະແສໄຟຟ້າໄຫຼຜ່ານອົງປະກອບໃດ ໜຶ່ງ, ພະລັງງານບາງສ່ວນຈະຖືກລະລາຍເປັນຄວາມຮ້ອນ. ກົດ ໝາຍ ຂອງ Joule ຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາສາມາດ ກຳ ນົດປະລິມານຄວາມຮ້ອນທີ່ຖືກລະລາຍໃນອົງປະກອບໃດ ໜຶ່ງ, ເປັນຜົນມາຈາກກະແສໄຟຟ້າທີ່ໄຫລຜ່ານມັນ. ເບິ່ງຮູບ 1.
ກົດ ໝາຍ ຂອງ Joule ລະບຸວ່າຄວາມຮ້ອນ (Q) ທີ່ຜະລິດໃນກະແສໄຟຟ້າແມ່ນອັດຕາສ່ວນກັບຄວາມຕ້ານທານໄຟຟ້າຂອງມັນ R, ເປັນຮູບສີ່ຫຼ່ຽມມົນຂອງກະແສໄຟຟ້າທີ່ຜ່ານມັນແລະໄລຍະເວລາ. ເບິ່ງຮູບ 2.
ການສະແດງອອກທາງຄະນິດສາດຂອງກົດ ໝາຍ Joule
ຄວາມຮ້ອນທີ່ຖືກລະລາຍໃນອົງປະກອບ ໜຶ່ງ, ເມື່ອກະແສໄຟຟ້າແຜ່ຜ່ານມັນ, ແມ່ນໃຫ້ໂດຍການສະແດງທາງຄະນິດສາດໃນຮູບທີ 3. ມັນ ຈຳ ເປັນຕ້ອງຮູ້ມູນຄ່າຂອງກະແສໄຟຟ້າທີ່ກະແສຜ່ານອົງປະກອບ, ຄວາມຕ້ານທານໄຟຟ້າຂອງມັນແລະໄລຍະຫ່າງຂອງ ທີ່ໃຊ້ເວລາ. [ສອງ].
ໃນເວລາທີ່ສຶກສາການສູນເສຍຄວາມຮ້ອນໃນອົງປະກອບ ໜຶ່ງ, ມັນມັກຈະຖືກສະແດງອອກຍ້ອນວ່າຄວາມຮ້ອນໄດ້ລະລາຍໃນຫົວ ໜ່ວຍ“ ແຄລໍລີ່” ແທນທີ່ຈະຢູ່ໃນ Joule. ຮູບສະແດງ 4 ສະແດງສູດ ສຳ ລັບ ກຳ ນົດປະລິມານຄວາມຮ້ອນໃນພະລັງງານ.
ພາວະໂລກຮ້ອນເກີດຂື້ນໄດ້ແນວໃດ?
ເມື່ອກະແສໄຟຟ້າໄຫຼຜ່ານກະແສໄຟຟ້າ, ຄ່າໄຟຟ້າຈະປະທະກັບອະຕອມຂອງ conductor ໃນຂະນະທີ່ພວກມັນເຄື່ອນທີ່ຜ່ານມັນ. ເນື່ອງຈາກຄວາມຊshockອກເຫລົ່ານີ້, ສ່ວນ ໜຶ່ງ ຂອງພະລັງງານຈະຖືກປ່ຽນເປັນຄວາມຮ້ອນ, ເຮັດໃຫ້ອຸນຫະພູມເພີ່ມຂື້ນຂອງວັດສະດຸປະພຶດ. ເບິ່ງຮູບທີ 5.
ການໄຫລວຽນຂອງກະແສໄຟຟ້າໃນປະຈຸບັນຍິ່ງເຮັດໃຫ້ອຸນຫະພູມເພີ່ມຂື້ນ, ແລະຄວາມຮ້ອນຈະແຜ່ຫຼາຍ. ຄວາມຮ້ອນທີ່ຜະລິດຈາກກະແສໄຟຟ້າທີ່ໄຫລຜ່ານ conductor ແມ່ນມາດຕະການຂອງການເຮັດວຽກທີ່ປະຕິບັດໂດຍກະແສໃນການເອົາຊະນະຄວາມຕ້ານທານຂອງ conductor.
ການເຄື່ອນຍ້າຍໄຟຟ້າຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີແຫຼ່ງໄຟຟ້າ. ແຫຼ່ງພະລັງງານໄຟຟ້າຕ້ອງໄດ້ສະ ໜອງ ພະລັງງານໄຟຟ້າໃຫ້ມີຄວາມຮ້ອນຫຼາຍຂື້ນ. ໂດຍການ ກຳ ນົດຄວາມຮ້ອນທີ່ຜະລິດໄດ້ຫຼາຍເທົ່າໃດ, ທ່ານສາມາດ ກຳ ນົດວ່າແຫຼ່ງພະລັງງານຕ້ອງສະ ໜອງ ພະລັງງານເທົ່າໃດ.
ການ ນຳ ໃຊ້ກົດ ໝາຍ ຂອງ Joule
ຜົນກະທົບຂອງ joule ໃນຫລອດໄຟ incandescent
ຫລອດໄຟ incandescent ແມ່ນຜະລິດໂດຍການໃສ່ຂີ້ເຫຍື່ອທີ່ເຮັດໃຫ້ເປັນກ້ອນສູງໃນຫລອດໄຟ. ໃນອຸນຫະພູມ 500 ºC, ອົງການຕ່າງໆຈະປ່ອຍແສງສີແດງ, ເຊິ່ງພັດທະນາເປັນສີຂາວຖ້າອຸນຫະພູມເພີ່ມຂື້ນ. ສ່ວນປະກອບຂອງຫລອດໄຟ, ເມື່ອຮອດ 3.000 ºC, ເຮັດໃຫ້ມີແສງສີຂາວ. ພາຍໃນ ampoule ສູນຍາກາດສູງແມ່ນເຮັດແລະອາຍແກັສທີ່ບໍ່ມີປະສິດຕິພາບຖືກຈັດໃສ່ເພື່ອບໍ່ໃຫ້ໄຟ ໄໝ້.
ຄວາມຮ້ອນທີ່ປ່ອຍອອກມາໂດຍກະແສໄຟຟ້າ (Joule effect) ໃນຂະນະທີ່ມັນຈະຜ່ານອຸນຫະພູມທີ່ມີຄວາມ ຈຳ ເປັນເພື່ອໃຫ້ມັນສາມາດບັນລຸອຸນຫະພູມທີ່ ຈຳ ເປັນໃນການເກີດຂື້ນ, ຜົນກະທົບຂອງວັດສະດຸຕ່າງໆທີ່ຈະປ່ອຍແສງໃນເວລາທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ. ເບິ່ງຮູບສະແດງ 6.
ມັນເປັນສິ່ງສໍາຄັນທີ່ຈະເລືອກເອົາຫລອດໄຟທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບຫຼາຍກວ່າເກົ່າ ປະສິດທິພາບພະລັງງານ. ໃນຫລອດໄຟທີ່ໃຊ້ໄຟຟ້າພຽງແຕ່ໃຊ້ພະລັງງານສູງສຸດ 15%, ສ່ວນທີ່ເຫຼືອຂອງພະລັງງານໄຟຟ້າຈະຖືກລະລາຍໃນຄວາມຮ້ອນ. ໃນຫລອດໄຟທີ່ ນຳ ມາ 80 ເຖິງ 90% ແມ່ນປ່ຽນເປັນພະລັງງານແສງສະຫວ່າງ, ມີພຽງ 10% ທີ່ສູນເສຍເວລາທີ່ກະຈາຍໃນຮູບແບບຄວາມຮ້ອນ. ຫລອດໄຟທີ່ ນຳ ມາເປັນທາງເລືອກທີ່ດີທີ່ສຸດ, ມີປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານຫຼາຍຂື້ນແລະການໃຊ້ໄຟຟ້າຕໍ່າ. ເບິ່ງຮູບ 7. [3]
ອອກກໍາລັງກາຍ 1
ສຳ ລັບຫລອດໄຟຂະ ໜາດ 100 W, 110 V, ກຳ ນົດ:
a) ຄວາມ ໜາ ແໜ້ນ ຂອງກະແສທີ່ໄຫລຜ່ານຫລອດໄຟ.
b) ພະລັງງານທີ່ມັນບໍລິໂພກຕໍ່ຊົ່ວໂມງ.
Solution:
a) ກະແສໄຟຟ້າ:
ການສະແດງອອກຂອງພະລັງງານໄຟຟ້າແມ່ນໃຊ້:
ພວກເຮົາເຊີນທ່ານເຂົ້າເບິ່ງບົດຄວາມຂອງ ພະລັງງານກົດ ໝາຍ ຂອງ Watt
ໂດຍກົດ ໝາຍ ຂອງ Ohm ຄ່າຂອງການຕໍ່ຕ້ານໄຟຟ້າຂອງຫລອດໄຟແມ່ນໄດ້ຮັບ:
ພວກເຮົາເຊີນທ່ານເຂົ້າເບິ່ງບົດຄວາມ ກົດ ໝາຍ ຂອງ Ohm ແລະຄວາມລັບຂອງມັນ
b) ພະລັງງານບໍລິໂພກຕໍ່ຊົ່ວໂມງ
ກົດ ໝາຍ Joule ກຳ ນົດ ຈຳ ນວນປະລິມານຄວາມຮ້ອນທີ່ຖືກລະລາຍໃນຫລອດໄຟ
ຖ້າ 1 ກິໂລວັດຊົ່ວໂມງ = 3.600.000 Joule, ພະລັງງານທີ່ໃຊ້ຕໍ່ຊົ່ວໂມງແມ່ນ:
Q = 0,002 kWh
ຜົນໄດ້ຮັບ:
i = 0,91 ກ; Q = 0,002 kWh
Joule effect - ການສົ່ງຕໍ່ແລະແຈກຈ່າຍພະລັງງານໄຟຟ້າ
ພະລັງງານໄຟຟ້າ, ທີ່ຜະລິດຢູ່ໃນໂຮງງານ, ຖືກຂົນສົ່ງໂດຍສາຍໄຟກະແສໄຟຟ້າເພື່ອ ນຳ ໃຊ້ຕໍ່ມາໃນເຮືອນ, ທຸລະກິດແລະອຸດສາຫະ ກຳ. [4]
ໃນຂະນະທີ່ກະແສໄຟຟ້າໃນປະຈຸບັນ, ຄວາມຮ້ອນຈະຖືກລະລາຍໂດຍຜົນກະທົບຂອງ Joule, ສູນເສຍພະລັງງານສ່ວນ ໜຶ່ງ ໄປສູ່ສິ່ງແວດລ້ອມ. ປະຈຸບັນຍິ່ງໃຫຍ່ກວ່າເກົ່າ, ຄວາມຮ້ອນທີ່ແຜ່ຫຼາຍ. ເພື່ອຫລີກລ້ຽງການສູນເສຍພະລັງງານ, ກະແສໄຟຟ້າຖືກຂົນສົ່ງດ້ວຍກະແສໄຟຟ້າຕໍ່າແລະແຮງດັນໄຟຟ້າແຮງສູງ 380 kV. ນີ້ຊ່ວຍເພີ່ມປະສິດທິພາບໃນການຂົນສົ່ງພະລັງງານໄຟຟ້າ. ໃນສະຖານີຍ່ອຍແລະ ໝໍ້ ແປງໄຟຟ້າພວກມັນຖືກຫຼຸດລົງໃນລະດັບແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ 110 V ແລະ 220 V ສຳ ລັບການ ນຳ ໃຊ້ໄຟຟ້າສຸດທ້າຍ 25 ຫຼື 220 ໂວນ). ເບິ່ງຮູບສະແດງ 8.
ໃນເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າຫຼາຍຊະນິດ, ຜົນກະທົບ Joule ຖືກ ນຳ ໃຊ້, ເຊິ່ງພະລັງງານໄຟຟ້າຈະຖືກປ່ຽນເປັນຄວາມຮ້ອນ, ເຊັ່ນ: ໃນ ໝໍ້ ໄຟຟ້າ, ເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນນ້ ຳ, ຟິວ, ເຕົາ, ເຕົາ, ເຕົາໄຟຟ້າແລະອື່ນໆ. ເບິ່ງຕົວເລກ 9.
ອອກກໍາລັງກາຍ 2
ທາດເຫຼັກໄຟຟ້າຂະ ໜາດ 400W ຖືກໃຊ້ໃນເວລາ 10 ນາທີ. ໂດຍຮູ້ວ່າທາດເຫຼັກຖືກເຊື່ອມຕໍ່ກັບສາຍໄຟຟ້າ 110 V, ກຳ ນົດ:
a) ຄວາມເຂັ້ມຂອງກະແສທີ່ໄຫຼຜ່ານທາດເຫຼັກ.
b) ປະລິມານຄວາມຮ້ອນທີ່ແຜ່ອອກໂດຍທາດເຫຼັກ.
Solution:
ກະແສໄຟຟ້າ
ການສະແດງອອກຂອງພະລັງງານໄຟຟ້າແມ່ນໃຊ້:
p = vi
ໂດຍກົດ ໝາຍ ຂອງ Ohm ຄ່າຂອງການຕໍ່ຕ້ານໄຟຟ້າຂອງຫລອດໄຟແມ່ນໄດ້ຮັບ:
ຄວາມຮ້ອນ
ກົດ ໝາຍ Joule ກຳ ນົດປະລິມານຄວາມຮ້ອນທີ່ຖືກລະລາຍໃນແຜ່ນ. ຖ້ານາທີມີ 60 ວິນາທີ, ຫຼັງຈາກນັ້ນ 10 ນາທີ = 600 s.
ຖ້າ 1 ກິໂລວັດຊົ່ວໂມງ = 3.600.000 Joule, ຄວາມຮ້ອນທີ່ປ່ອຍອອກມາແມ່ນ:
Q = 0,07 kWh
ຂໍ້ສະຫຼຸບ
ກົດ ໝາຍ ຂອງ Joule ລະບຸວ່າຄວາມຮ້ອນທີ່ຜະລິດຈາກກະແສໄຟຟ້າເມື່ອມັນກະແສຜ່ານກະແສໄຟຟ້າແມ່ນອັດຕາສ່ວນໂດຍກົງກັບມົນທົນຄວາມແຮງຂອງກະແສໄຟຟ້າ, ເວລາຄວາມຕ້ານທານແລະເວລາທີ່ມັນໃຊ້ ສຳ ລັບກະແສໄຟຟ້າ. ໃນການເຄົາລົບ Joule ຫົວ ໜ່ວຍ ພະລັງງານໃນລະບົບສາກົນເອີ້ນວ່າ“ Joule”.
ອຸປະກອນຫຼາຍຄົນໃຊ້“ຜົນກະທົບ joule”, ໂດຍການຜະລິດຄວາມຮ້ອນໂດຍຜ່ານກະແສໄຟຟ້າ, ເຊັ່ນເຕົາ, ເຕົາ, ເຕົາ, ແຜ່ນ, ແລະອື່ນໆ.
ພວກເຮົາຂໍເຊີນທ່ານອອກ ຄຳ ເຫັນແລະ ຄຳ ຖາມຂອງທ່ານໃສ່ຫົວຂໍ້ທີ່ ໜ້າ ສົນໃຈນີ້.