Principy (46.) Jen pro otužilé počtáře, znalé násobení a dělení!
reklama
Nejprve prozraďme, co vlastně Joule a Lenc objevili. Mnoha pokusy a výpočty
zjistili, že množství tepla vzniklého elektrickým proudem je přímo úměrné
množství dodané elektrické energie.
Tím máme zároveň potvrzeno, že teplo je určitý druh energie. Jeho množství se
určuje v joulech (J). Užívají se však také zvláštní jednotky, nazvané kalorie
(píše se cal.). Říkáme, že kalorie je množství tepla potřebného k ohřátí 1 gramu
vody o 1°C. Podle toho k ohřátí 1000gramů (1 litru) vody o 20°C je třeba
20X1000=20000 kalorií. Tisíckrát větší jednotka je kilokalorie (píše se kcal.).
Může proto také psát, že k ohřátí onoho litru vody je třeba 20kcal. Podle Joulea
a Lence je tato energie přímo úměrná dodané elektrické energii. Tento zákon
napsali ve tvaru:
množství tepla v kaloriích Q=0,24.U.I.t
kde U je napětí ve voltech, I proud v ampérech a t doba v
sekundách. A právě onu konstantu k=0,24 určili Joule a Lenc.
Také my si ji můžeme určit, poněvadž z pokusu známe všechny hodnoty. Když ji
vypočteme z předešlého vztahu, bude dána výrazem:
množství tepla v kaloriích Q
tanta k = ---------------------------------- = --------
napětí X proud X čas ve vteř. U.I.t
Zkusme do toho dosadit odměřené hodnoty.
Množství tepla potřebného k ohřátí vody je dáno součinem její váhy a zvýšení
teploty. Rozdíl teploty jsme naměřili: 17,9-15,6=2,3°C.
Váha půllitru čisté vody je 500 gramů. Proto bude množství potřebného tepla:
Q=500.2,3=1120kalorií.
Na voltmetru jsme nastavili 5 voltů, na ampérmetru jsme odečetli 1,9 ampéru a
doba měření byla 10 minut neboli 600 vteřin. Bude tedy hodnota jmenovatele
zlomku (U.I.t)=5.1,9.600=5700.
A tak je tu slavnostní chvíle, kdy i my po příkladu obou badatelů vypočteme
konstantu k, tzv. elektrický ekvivalent tepla.
1 150
k = ------- = 0,202
5 700
Poněkud jsme se rozešli s hodnotou, jakou nalezl Joule a Lenc. Ale to nevadí. Je to jistě zaviněno nedokonalostí našeho zařízení. Teplo se ztrácelo do okolí a přístroje jistě neukazovaly právě nejpřesněji, zkrátka my za to nemůžeme.
Jinak jsme však provedli slavný historický pokus docela pěkně.
Reloaded Ladislav Smrz 1956
TEXT Z OBLASTÍ | SOUVISEJÍCÍ KONTAKT |
---|---|