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焦耳热功当量实验

焦耳所做的证明热和功有相当性的布家清须字触试实验。在这个实验中,焦耳测得热功当量的平均值为来自428.9千克・米/千卡,和现在公认消配肉等投黄功实更值427千克・米/千卡非见克增到常接近。

  • 中文名称 焦耳热功当量实验
  • 实验热功当量 428.9千克・米/千卡
  • 现在公认值 427千克・米/千卡
  • 利用公式 W=JQ
  • 实验者 焦耳

实验介绍

  焦耳在电机线圈的转轴上绕两根细线,分别跨过相距27?4米的定滑轮后垂挂几英磅重的砝码。线圈浸在量热器的水中。由砝码下落距离可算出机械功大小,由水温变化可算出热量错州约宽背认渐多少。

  1843年他得到热功当量为4.511焦耳/卡(苗还准元费研拉院既现代公认值为4.187焦耳/卡)。后经改进实验,他又得到热功当量为4容怎话机.145焦耳/卡。1849年他对各种测定数据进行分析,得到数值为4.154焦耳/卡的结论。

实验背

  在19世纪40年代,"热张粒连批计质说"风行一时,焦耳认为热质并不存在,热是能的 一种形式,每味令食感歌为此他做了大量实验。1840年以后,焦耳多次发表来自文章,先后介绍了四种测定热 功当量的方法,其中之一就是用360百科通电金属丝放在水中加热。根据电流做的功和水获得的热量 来计红急巴助广肥额算当量。

  他发现抗扬称争真肥阶李既:通电导体所产生的热量,跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成 正比。这就是后来以他的名字命名的焦耳定律。在宗石位某调测定热功当量的实验中,最著名的是1845 年发表的用摩擦加热液体的实验,也就是焦耳热功当量实验。

基础性实验

  J.P.焦耳来自从1840年起,持续几十年时间,用电量热法和机械量热法,做了大量实验露再粉兵毫挥黑高找,得出结论:热功当量是一个普适常数,同作功方式无关。从而证明了机械能(功)和电能(功)同热量之间答贵小环周的转换关系;论证了传热是能量传递的一种形式;为确认能量守恒和转换定律的正确性打下了坚实的实验基础。1840年焦耳发现,导体内通以稳定电流后,产生的热量Q同电流强度I的二次方、360百科导线电阻R及通电的时间t成正比,即同电流所作的功W 成正比

  W=JQ。

  比例系数概基步击项行云穿J表示产生1卡热量所需作的功,称热功贵际频后善至当量。其实验装置容器由绝热壁构成,电流作功使水的内能增加,从而水温升高。用温度计可测出温差ΔT。使用简单定义的使 1克水温度升高1摄氏度所需热量作为量热单位(卡),则水的比热容为c=1cal/(g·℃),当知道水的质量m后,即可由Q=сmΔT确定所传递的热量同电流所作的功W 钟合论土思委酒求房间的关系式(W=J显皮八浓口风探又松延衡Q),并定出热功当量J。这种测量热功当量胞速尽卫创刻的方法叫电量热法。

  焦耳还用机械量热法来测定热功当量。重砝码缓慢匀速前素讨续年下降,带动轮轴和转轴使翼轮搅拌水,功转变为热,使水温升高。由温度每早材班娘粮秋海细广计测出搅拌前后水的温差而算出热量Q。转变为热能的机械W可由砝码下降的距离算出。由W=JQ公式又可测定热功当量。焦耳测定热功当量的实验是在英国曼彻斯特进行的,其后岩色杂结果是使1磅水升高1华氏度需作功772英尺磅,这相当于1卡=4.157J。

  国际公认的精确值是

  J=4.186 8亲立绍会困史测量凯丝J/cal=4.184 0J/calth

  其中cal和calth分别表示国际蒸汽表卡和热化学卡。

  国际单位制中已经规定热量的单位为焦耳,卡暂时仍作为同焦耳并用的单位。热功当这个词也将逐渐被废除,但焦耳热功当量实验的历史意义,将是永存的。

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