[مهندسی/آزمایشگاه فیزیک 1/معادل میکانیکی حرارت (عدد ژول)]

عنوان آزمایش :
معادل میکانیکی حرارت (عدد ژول)
هدف آزمایش :
اندازه گیری معادل میکانیکی حرارت به روش الکتریکی
وسایل مورد نیاز :
· کالری متر
· دماسنج
· منبع ولتاژ
· کرنومتر
· آمپر متر
· ولت متر
تئوری آزمایش :
کار مکانیکی و حرارت دو شکل مختلف انرژی اند . تبدیل انرری حرارتی را به مکانیکی در ماشین های بخار میتوان دید و تبدیل کار میکانیکی به انرژی حرارتی زمانی امکان پذیر است که کاری در مقابل نیروی اصطکاک انجتم شود . تامسون شاید اولین دانشمندی باشد که در سال 1970 رابطه بین کار مکا نیکی و انرژی حرارتی را متوجه شده باشد و ژول با انجام آزمایش مقدار عددی معادل مکانیکی حرارت را حساب کرد . وی نتیجه آزمایش خود را چنین بیان کرد : نسبت کار مکانیکی و حرارت تولید شده مقداری است ثابت بعدا این نسبت یا این مقدار ثابت را معادل مکانیکی و یا ثابت ژول نامیدند . ثابت ژول مانند عدد p از ثوابت ثوابت طبعت است , واحد آن j / cal می باشد در روش الکتریکی حرارت توسط عبور جریان الکتریسته از هیتر تولید می شود . در این کالری متر مقداری آب ریخته و به جریان الکتریسته وصل می کنیم , اگر جریانی که از سیم پیچ می گذرد I و اختلاف پتانسیل v باشد انرژی الکتریکی که در زمان t در المنت ایجاد می شود عبارت است از : W=VIt این انرری سبب بالا رفتن دمای آب می گردد پس مقدار گرمائیکه دمای m گرم آب را از q₁ به q₂ درجه بالا می برد از رابطهq₂ - q₁) Q = mc ( حساب می شود پس با در نظر گرفتن ارزش آبی کالری متر برای عدد ژول می توان نوشت :
J = W / Q = VIt / (mc + A)( q₂ - q₁)

شرح آزمایش :
ابتدا کالری متر را روی ترازو دیجیتالی قرار میدهیم و آن را صفر می کنیم سپس مقدار m گرم آب در داخل کالری متر می ریزیم و پس از مدتی دمای اولیه آب و کالری متر q₁را می خانیم , سپس ولت متر را به صورت موازی و آمپر متر را به صورت سری به سیم پیچ کالری متر و منبع ولتاژ وصل می کنیم که به قسمت AC یعنی جریان متناوب که علامت ~ نشان می دهد وصل می کنیم با روشن کردن منبع تغذیه که برق شهری کار میکند و دارای نوسانات نیز می باشد و با گرفتن زمان 10 دقیقه توسط کرنو متر گرفته و ولتاژ و شدت جریان اولیه را در همان ابتدای زمان یادداشت می کنیم و سپس با فاصله زمانی 1 دقیقه مقدار ولتاژ ها و شدت جریان ها را در مدت آزمایش یادداشت می کنیم و سپس میانگین هر دو را حساب می کنیم و پس از تمام شدن زمان مورد نظر منبع تغذیه را خاموش می کنیم و بعد از 1 دقیقه دمای نهاییq₂ را از دماسنج می خوانیم در ضمن در حین آزمایش آب داخل کالری متر را با هم زن تا پایان رسیدن زمان مورد نظر باید هم بزنیم


فرمت word
Pnu121.Persianblog.ir