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Equivalente mecánico del Calor

Recientemente he estado buscando James Joule experimento sobre el equivalente mecánico del calor. Después de ver algunos de los dibujos del aparato, he asumido que las líneas de la celebración de los pesos tendría que ser conectado a la batería. Entonces se dejó caer completamente a través de una cierta distancia hasta que las líneas estaban en la longitud total y el movimiento mecánico de los fluidos tendría que estar permitido que continúe la corriente, causando que los pesos que se detuvo un poco y caer de nuevo, oscilando arriba y abajo hasta que el movimiento se detuvo y todos los de la energía mecánica de los pesos serían transferidos al líquido.

Sin embargo, después de ver algunos videos, (este video es de unos 14 minutos de duración; pero, si avanza a unos 5 min 30 seg, se mostrará el experimento en cuestión.) Me di cuenta de que los pesos fueron autorizados a ser detenido por una superficie plana (una fuerza externa) en vez de hacer lo que he descrito anteriormente. Para mí, esto significa que el peso en movimiento y, por lo tanto, todavía tenía KE que no fue transferido al fluido.

Por supuesto, los pesos se están moviendo muy lentamente, mucho más lentamente que si se hubiera permitido la caída libre a través de la distancia; por lo tanto, su energía cinética es muy pequeño en comparación con el potencial de la energía se pierde, es decir, la gran mayoría de la energía potencial fue transferido en el líquido y en otras, pequeñas pérdidas de energía.

Debo asumir que las velocidades de los pesos eran lo suficientemente pequeño como para ignorar el KE en los pesos?

La suposición parece ser que el potencial de la energía que se pierde por la caída de las pesas se transfieren todos en el fluido. Sin embargo, en los experimentos, las líneas tienen que ser de la herida de la espalda y el peso cayó varias veces con el fin de hacer una diferencia significativa en la temperatura. Cada vez que los pesos de otoño, que es detenido por una fuerza externa, lo que significa que la energía cinética que no es transferido al fluido después de caer a través de una distancia medida. Me parece que algunos de la energía potencial de las pesas es transferido al fluido; pero, algunos de los que se transfiere la energía cinética de los pesos de la caída.

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Gil Milow Puntos 160

Ver el video$\, \!^{*}$ calculo que la correspondiente altura de caída de los $h$ y bajando la velocidad de la $v$ (cerca de llegar a la tierra, y probablemente casi constante durante gran parte de la caída) convenientemente en acerca de

$h \approx$ 1.0 m, y $v \approx$ 0,1 m/s.

Así

$W_{pot}/m = g ~ h \approx$ 10 m^2/s^2

mientras

$E_{kin}/m = 1/2 v^2 \approx$ 0.005 m^2/s^2.

[Comentario adicional: Joule que él mismo habría sido fácilmente capaz de calcular y dar cuenta de esto, por supuesto (y probablemente lo hizo); y más precisamente, demasiado, basado en la medición de los valores de $h$ $v$ de su configuración real.]

Por lo tanto, la relación de la energía cinética del peso (al final de la caída y de su energía potencial inicial pasa a ser bastante cercano a la diferencia relativa entre los valores de "cálculo original" y "mediciones modernas",

(4.186 J/cal - 4.184 J/cal) / 4.186 J/cal $\approx$ 0.0005.

Sin embargo, mirando http://en.wikipedia.org/wiki/Properties_of_water (Tabla de "presión Constante capacidad de calor", que creo que es relevante), la temperatura de la dependencia-de la cantidad que se mide parece al menos tan importante.

(*: bueno!; algunos de los Alemanes del servicio público de radiodifusión de las tasas que han de poner a buen uso!)

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Dscoduc Puntos 4066

Sólo el cambio en la energía cinética o el trabajo realizado en la ralentización de la caída de la masa debe ser considerado. El trabajo realizado en la caída de las masas cuando se golpea el suelo o la mesa tiene que ser omitido debido a que la energía no es transferida al agua.

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