焦耳熱功當量實驗 - 中文百科全書

焦耳熱功當量實驗實驗介紹,實驗背景,基礎性實驗, ... 熱功當量實驗; 實驗熱功當量：428.9千克・米/千卡; 現在公認值：427千克・米/千卡; 利用公式：W=JQ; 實驗者：焦耳. 焦耳熱功當量實驗 焦耳所做的證明熱和功有相當性的實驗。

在這個實驗中，焦耳測得熱功當量的平均值為428.9千克・米/千卡，和現在公認值427千克・米/千卡非常接近。

基本介紹 中文名：焦耳熱功當量實驗實驗熱功當量：428.9千克・米/千卡現在公認值：427千克・米/千卡利用公式：W=JQ實驗者：焦耳 實驗介紹,實驗背景,基礎性實驗, 實驗介紹焦耳在電機線圈的轉軸上繞兩根細線，分別跨過相距27?4米的定滑輪後垂掛幾英磅重的砝碼。

線圈浸在量熱器的水中。

由砝碼下落距離可算出機械功大小，由水溫變化可算出熱量多少。

1843年他得到熱功當量為4.511焦耳/卡(現代公認值為4.187焦耳/卡)。

後經改進實驗，他又得到熱功當量為4.145焦耳/卡。

1849年他對各種測定數據進行分析，得到數值為4.154焦耳/卡的結論。

實驗背景在19世紀40年代，“熱質說”風行一時，焦耳認為熱質並不存在，熱是能的一種形式，為此他做了大量實驗。

1840年以後，焦耳多次發表文章，先後介紹了四種測定熱功當量的方法，其中之一就是用通電金屬絲放在水中加熱。

根據電流做的功和水獲得的熱量來計算當量。

他發現：通電導體所產生的熱量，跟電流強度的平方、導體電阻和通電時間成正比。

這就是後來以他的名字命名的焦耳定律。

在測定熱功當量的實驗中，最著名的是1845年發表的用摩擦加熱液體的實驗，也就是焦耳熱功當量實驗。

基礎性實驗J.P.焦耳從1840年起，持續幾十年時間，用電量熱法和機械量熱法，做了大量實驗，得出結論：熱功當量是一個普適常數，同作功方式無關。

從而證明了機械能(功)和電能(功)同熱量之間的轉換關係；論證了傳熱是能量傳遞的一種形式；為確認能量守恆和轉換定律的正確性打下了堅實的實驗基礎。

1840年焦耳發現，導體內通以穩定電流後，產生的熱量Q同電流強度I的二次方、導線電阻R及通電的時間t成正比，即同電流所作的功W成正比W=JQ。

比例係數J表示產生1卡熱量所需作的功，稱熱功當量。

其實驗裝置之一如圖1所示：容器由絕熱壁構成，電流作功使水的內能增加，從而水溫升高。

用溫度計可測出溫差ΔT。

使用簡單定義的使1克水溫度升高1攝氏度所需熱量作為量熱單位（卡），則水的比熱容為c=1cal/(g·℃)，當知道水的質量m後，即可由Q=сmΔT確定所傳遞的熱量同電流所作的功W間的關係式(W=JQ)，並定出熱功當量J。

這種測量熱功當量的方法叫電量熱法。

焦耳還用機械量熱法來測定熱功當量。

圖2是1845年他使用的實驗裝置的示意圖。

重砝碼緩慢勻速下降，帶動輪軸和轉軸使翼輪攪拌水，功轉變為熱，使水溫升高。

由溫度計測出攪拌前後水的溫差而算出熱量Q。

轉變為熱能的機械功W可由砝碼下降的距離算出。

由W=JQ公式又可測定熱功當量。

焦耳測定熱功當量的實驗是在英國曼徹斯特進行的，其結果是使1磅水升高1華氏度需作功772英尺磅，這相當於1卡=4.157J。

國際公認的精確值是J=4.1868J/cal=4.1840J/calth其中cal和calth分別表示國際蒸汽表卡和熱化學卡。

國際單位制中已經規定熱量的單位為焦耳，卡暫時仍作為同焦耳並用的單位。

熱功當量這個詞也將逐漸被廢除，但焦耳熱功當量實驗的歷史意義，將是永存的。

相關詞條 焦耳熱功當量實驗焦耳所做的證明熱和功有相當性的實驗。

在這個實驗中,焦耳測得熱功當量的平均值為428.9千克・米/千卡,和現在公認值427千克・米/千卡非常接近。

...熱功當量熱量以卡為單位時與功的單位之間的數量關係,相當於單位熱量的功的數量,叫做熱功當量。

英國物理學家焦耳首先用實驗確定了這種關係,將這種關係表示為1卡(熱化學卡)...焦耳實驗它是1850年焦耳首先測定熱功當量的實驗。

盛在絕熱容器內的水,由於砝碼的下落帶動槳葉旋轉。

而使水溫升高。

如果砝碼下落所作的功為ΔW,使容器中質量為m的水升高...焦耳-湯姆生效應在進行熱功當量測量實驗的同時,1844年開始,焦耳研究空氣在膨脹和壓縮過程中溫度變化規律,並取得了一些研究成果。

計算出了氣體分子的熱運動速度值,從理論上奠定了...詹姆斯·普雷斯科特·焦耳雖然焦耳不停地進行著他的實驗測量工作,遺憾的是,他的科學創造性,特別是在物理概念方面的創造性,過早地就減少了。

1875年,英國科學協會委託他更精確地測量熱功當量...熱力學第二定律除上述幾種表述外,熱力學第二定律還有其他表述。

如針對焦耳熱功當量實驗的普朗克表述[4]:“不可存在一個機器,在循環動作中把以重物升高而同時使一熱庫冷卻...熱力學第一定律圖2-1槳葉攪拌實驗1845年,焦耳報導他在量熱器中安裝一帶槳葉的轉輪,如圖2-1,經滑輪吊兩重物下滑,槳輪旋轉,不斷攪動水使水升溫,測得熱功當量為890磅·...能量守恆定律焦耳熱功當量實驗是早期確認能量守恆的有名實驗。

在保持總能量不變的前提下,固有能量、動能、勢能之間可以相互轉化。

最典型的例子就是在正電子和負電子湮沒成光子的...能量(物理學名詞)人們根據大量實驗確認了能量守恆定律,即不同形式能量之間相互轉換時,其量值守恆。

焦耳熱功當量實驗是早期確認能量守恆定律的有名實驗,而後在巨觀領域內建立了能量轉換...能量守恆▪熱力機械的發明▪永動機的不可能▪邁爾的發現與遭遇▪亥姆霍茲與能量守恆▪焦耳的熱功當量實驗▪前沿拓展4意義能量...熱力學自由能19世紀中期,英國物理學家焦耳的熱功當量實驗揭示熱只是一種能量的形式。

但是熱質說的影響一直延續到19世紀末。

1882年德國物理學家亥姆霍茲延續熱質學說把F=E... 熱門詞條 金趙光秀 腳本大師 麻辣鴨血 趙珍虎 夏日協奏曲 蓮藕粉 億光 劫財 CKS 濕疹治療 朵拉小遊戲 中華人民共和國律師法 認識你真好 顱部寄生胎聯胎 志村大爆笑 再會中港路 雞精 褐眼女孩 變異係數 高梨臨 旺旺仙貝 米蘭汽車旅館 PIX JJProject 姜智賢 米苔目 OBU 魔女嘉莉 焦耳熱功當量實驗@中文百科全書