X
تبلیغات
آزمايشگاه مجازي فيزيك - محاسبه عدد ژول به روش الكتريكي

آزمايشگاه مجازي فيزيك

آشنايي با شبيه سازي آزمايش هاي فيزيك

محاسبه عدد ژول به روش الكتريكي

هدف: محاسبه عدد ژول

وسايل آزمايش: كالريمتر ژول، آب مقطر، كرونومتر، منبع تغذيه، دما سنج، بشر مدرج.

تئوري آزمايش:
همانطور كه مي دانيد گرما انرژيي است كه در اثر اختلاف دماي بين دو سيستم از يكي به ديگري جاري مي شود.
مي توان گفت كه انجام كار مكانيكي بر روي يك سيستم معادل حرارت دادن سيستم توسط يك منبع خارجي است و نتيجه بگيريم كار و گرما نوعي انرژي هستند.
كار و گرما تا زمان رامفورد همچون دو مفهوم جداگانه تلقي مي شدند تا اينكه رامفورد بين اين دو ارتباطي قائل شد و اين ارتباط به صورت اصل پايستگي انرژي بيان شد.
طبق اين اصل گرما و كار هر كدام شكلي از انرژي هستند و از اين رو بايد رابطه معيني؛ كه معادل مكانيكي گرما ناميده مي شود؛ بين آنها وجود داشته باشد.
رابطه بين واحدهاي گرما و واحدهاي كار مكانيكي را مي توان توسط آزمايش به دست آورد بدين ترتيب كه مقدار كار مكانيكي را بر حسب ژول كه به يك سيستم داده مي شود اندازه مي گيريم و از روي افزايش دما و تعريف Q مقدار حرارتي را كه لازم است تا همان اثر را در سيستم به جا نهد بر حسب كالري به دست مي آوريم. 

 

معادل مكانيكي حرارت را مي توان به روش؛ الكتريكي و مكانيكي به دست آوريم. كه در روش الكتريكي با عبور جريان الكتريكي از يك مقاومت باعث گرم شدن آن شده و با انتقال اين گرما به آب درون كالريمتر مي توانيم معادل مكانيكي حرارتي را محاسبه كنيم.
اگر مقاومتي به مقدار R اهم در يك كالريمتر كه شامل m گرم آب با ارزش آبي A و دماي 1 درجه سانتيگراد وجود داشته باشد و دو سر مقاومت را به اختلاف پتانسيل V ولت و شدت جريان I آمپر وصل كرده و جريان برق را به مدت t ثانيه از مدار عبور مي دهيم و دماي كالريمتر پس از اين مدت به 2درجه سانتيگراد مي رسد. خواهيم داشت:
 

 

 
 
روش آزمايش:
محاسبه عدد ژول:
1- 200 ميلي ليتر آب مقطر را به كمك بشر مدرج داخل كالريمتر بريزيد:m
2- جرم كالريمتر را به دست آوريد.
3- به كمك مربي مداري مانند شكل زير ببنديد.
4- دماي اوليه كالريمتر را از روي ترمومتر بخوانيد:T1
5- مدار را روشن كرده و با كرنومتر مدت 10 دقيقه را اندازه گيري كنيد.t
6- مقدار شدت جريان و اختلاف پتانسيل را يادداشت نمايد: V,I
7- بعد از گذشت 10 دقيقه دوباره دماي كالريمتر را يادداشت نماييد: T2
8- به كمك رابطه داده شده مقدار J را به دست آوريد.
9- خطاي مطلق و نسبي را به دست آوريد.

+ نوشته شده در  دوشنبه بیست و دوم مرداد 1386ساعت 16:48  توسط محمد