§ 48. Закон Джоуля — Ленца
Ви вже знаєте, що провідник, по якому проходить струм, нагрівається. Ви також знаєте, що у внутрішню енергію провідника перетворюється енергія електричного поля, дія якого призводить до направленого руху електронів у провіднику.
Ленц Емілій Християнович (1804—1865) — російський фізик.
Основні праці з електромагнетизму. В 1842 р. незалежно від
Джоуля встановив закон теплової дії електричного струму.
Російський учений Ленц (1804—1865) і англійський учений Джоуль, вивчаючи на досліді теплові дії струму, незалежно один від одного встановили закон, згідно з яким кількість теплота, яка виділяється в провіднику, прямо пропорційна квадратові сили струму, що проходить у провіднику, опору провідника і часу, протягом якого підтримується незмінний струм у провіднику.
Джоуль Джеймс-Прескотт (1818—1889) англійський фізик. Праці присвячені електромагнетизму, теплоті, закону збереження енергії. В 1841 р. встановив залежність кількості теплоти, що виділяється в провіднику при проходженні струму, від інших фізичних величин.
Закону Джоуля-Ленца, можна виразити формулою:
де — кількість виділеної у провіднику теплоти, І — сила струму, R — опір провідника, t — час.
Якщо відома напруга, то формула матиме вигляд
Формула застосовується при паралельному з’єднанні споживачів струму через однакове значення напруги на споживачах струму, а формула — при послідовному з’єднанні через однакову силу струму у кожному споживачеві.
На мал. 107 показана схема установки, з допомогою якої можна на досліді перевірити закон Джоуля-Ленца. По дротяній спіралі С, зануреній у рідину, налиту в калориметр, пропускають деякий час струм.
Потім підраховують кількість теплоти, яка виділилася в калориметрі за формулами Q = I2Rt та Q = CmAty де с — питома теплоємність рідини, т — маса рідини, At — різниця температур рідини на початку і в кінці досліду.
Опір спіралі відомий, сила струму вимірюється амперметром і час секундоміром.
Змінюючи силу струму у колі і беручи спіралі з різним опором, можна перевірити закон Джоуля-Ленца.
Кількість теплоти, яку виділяє провідник із струмом, дорівнює добутку квадрата сили струму, опору провідника й часу проходження струму через провідник.
1. Чому провідники при проходженні по них струму нагріваються? 2. За якими формулами можна підрахувати кількість теплоти, що виділяється в провіднику? 3. Сформулюйте закон Джоуля — Ленца.
? 1. Скільки теплоти виділяє за ЗО хв. металевий провідник, опір якого 35 Ом, якщо сила струму у ньому 7 А? 2. Якщо нагрівальний прилад (кип’ятильник) вийняти з води, спочатку не вимкнувши його з кола джерела живлення, то він може перегоріти. Чому? 3. Чому підвідні провідники до нагрівального елемента майже не нагріваються у порівнянні з самим приладом? Відповідь обґрунтуйте.
Це матеріал з підручника Фізика 8 клас Гуз
Автор: evg от 7-08-2016, 14:12, Переглядів: 2355