эффект Джоуля

Эффект Джоуля и закон Джоуля — это несколько различных физических эффектов, открытых или охарактеризованных английским физиком Джеймсом Прескоттом Джоулем . Эти физические эффекты не одинаковы, но все они часто или время от времени упоминаются в литературе как «эффект Джоуля» или «закон Джоуля». Эти физические эффекты включают:

• « Первый закон Джоуля » (Джоулево тепло), физический закон, выражающий связь между выделяемым теплом и током, протекающим через проводник.
• Второй закон Джоуля гласит, что внутренняя энергия идеального газа не зависит от его объема и давления, а зависит только от его температуры.
• Магнитострикция — свойство ферромагнитных материалов, заставляющее их изменять свою форму под воздействием магнитного поля.
• Эффект Джоуля (при джоулевом расширении ), изменение температуры газа (обычно охлаждение), когда ему позволяют свободно расширяться.
• Эффект Джоуля -Томсона — изменение температуры газа при его продавливании через клапан или пористую пробку , сохраняя при этом изоляцию, исключающую теплообмен с окружающей средой.
• Эффект Гофа-Джоуля или эффект Гоу-Джоуля, который заключается в тенденции эластомеров сжиматься при нагревании, когда они находятся под напряжением.

первый закон Джоуля

Между 1840 и 1843 годами Джоуль тщательно изучал тепло, производимое электрическим током. Из этого исследования он вывел законы Джоуля о нагревании , первый из которых обычно называют эффектом Джоуля . Первый закон Джоуля выражает связь между теплом, выделяемым в проводнике, и потоком тока, сопротивлением и временем. ^[1]

Магнитострикция

Эффект магнитострикции описывает свойство ферромагнитных материалов, которое заставляет их изменять свою форму под воздействием магнитного поля. Джоуль впервые сообщил о наблюдении изменения длины ферромагнитных стержней в 1842 году. ^[2]

Джоулевое расширение

В 1845 году Джоуль изучал свободное расширение газа в больший объем. Это стало известно как расширение Джоуля . ^[3] Охлаждение газа путем предоставления ему возможности свободно расширяться иногда называют эффектом Джоуля. ^[4]

Эффект Гофа-Джоуля

Если эластичную ленту сначала растянуть, а затем подвергнуть нагреванию, она сожмется, а не расширится. Этот эффект впервые наблюдал Джон Гоф в 1802 году, а затем его исследовал Джоуль в 1850-х годах, и тогда он стал известен как эффект Гофа-Джоуля . ^{[5] [6]}
Примеры в литературе:

• Журнал Popular Science, январь 1972 г.: «Растянутый кусок резины сжимается при нагревании. При этом он оказывает измеримое увеличение своего натяжения. Это удивительное свойство резины впервые наблюдал Джеймс Прескотт Джоуль около ста лет назад и известно как эффект Джоуля ». ^[7]
• Резина как конструкционный материал (книга), автор Хайри Нагди: « Эффект Джоуля — это явление практической важности, которое должны учитывать конструкторы машин. Самый простой способ продемонстрировать этот эффект — подвесить груз на резиновой ленте, достаточный для ее удлинения по крайней мере на 50%. Когда инфракрасная лампа нагревает растянутую резиновую ленту, она не удлиняется из-за теплового расширения, как можно было бы ожидать, а сокращается и поднимает груз». ^[8]

Смотрите также

• Эффект Джоуля-Томсона

Ссылки

1. Crew, Henry (1910). Общая физика: элементарный учебник ДЛЯ колледжей, 2-е издание. Мичиганский университет: The Macmillan Company. С. 402–404.
2. Джоуль, Дж. П. (1847). «О влиянии магнетизма на размеры железных и стальных стержней». Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 30, третья серия. Тейлор и Фрэнсис: 76–87, 225–241 . Получено 19 июля 2009 г.Джоуль отметил в этой статье, что он впервые сообщил об измерениях в « Conversazione » в Манчестере, Англия, в (Sturgeon's) Annals of Electricity, Magnetism, and Chemistry 8, 219-224 (1842)
3. Лонгэр, М.С. (2003). Теоретические концепции в физике: альтернативный взгляд на теоретические рассуждения в физике, 2-е изд. Cambridge University Press. стр. 217. ISBN 978-0-521-52878-8.
4. "Термодинамика охлаждения" (PDF) . Сиднейский университет. 2005. Архивировано из оригинала (PDF) 2011-06-11 . Получено 2009-07-22 .
5. "Джон Гоф и его наблюдение термодинамики резины". Йельский университет. 1998-10-06. Архивировано из оригинала 2011-06-07 . Получено 2009-07-19 .
6. Лоудман, Джон (2005). Слезы дерева: история каучука — современное чудо. Oxford University Press. стр. 165. ISBN 978-0-19-856840-7.
7. Коухоупт, Руди (январь 1972). Heat Runs. Popular Science . Получено 20 июля 2009 г.
8. Нагди, Хайри (1992). Резина как инженерный материал. Хансер Верлаг. стр. 33–34. ISBN 978-3-446-16282-2.