Презентация на тему «Закон Джоуля-Ленца» (Физика, 8 класс)

Закон Джоуля-Ленца

Виды действий электрического тока химическое (получение химически чистых металлов, гальванопластика) магнитное (электромагнит). физиологическое (сокращение мышц). тепловое (плита, утюг)

Джеймс Прескотт Джоуль 1818 – 1889 г.г. Английский физик родился в Солфорде близ Манчестера в семье богатого пивовара. Получил домашнее образование. В течение нескольких лет его учил математике, физике, началам химии известный физик и химик Джон Дальтон, под влиянием которого Джоуль уже в 19 лет начал экспериментальные исследования. Вклад в науку: внес вклад в исследование элетромагнетизма и тепловых явлений обосновал закон сохранения энергии закон теплового действия электрического тока (1841 г.)

Эмилий Христианович Ленц 1804 – 1865 г.г. Родился в Эстонии. В возрасте 16 лет Ленц поступил на химический факультет университета; через год перешел на богословский факультет. В 1823–1826 годах принял участие в качестве физика в кругосветной экспедиции. В 1827 году по приглашению академика Е. И. Паррота переехал в Петербург и начал работать в Физическом кабинете Петербургской академии наук.  Службы: академик --> профессор кафедры физики Петербургского университета --> декан Физико-математического факультета--> ректор Университета.  работы по электромагнитной индукции знаменитое правило направления электродвижущей силы индукции (закон Ленца) методы расчета электромагнитов в электрических машинах (совместно с Б.С. Якоби) закон теплового действия электрического тока (1842 г.) Его работы помогли вывести российскую технику на уровень последних научных достижений того времени

Опыт Джоуля-Ленца Три одинаковых по своим геометрическим размерам, но выполненные из разных материалов проводника включены последовательно. Через проводники течет электрический ток. При последовательном соединении проводников сила тока во всех участках будет одинакова А1 = А2 = А3 = А4

На первый взгляд количество теплоты тоже должно было быть одинаковым, однако это не так. Следовательно, количество теплоты зависит не только от силы тока, а так же от еще одной характеристики проводника – электрического сопротивления. Опыт Джоуля-Ленца Q1 ≠ Q2 ≠ Q3 Q1 Q2 Q3

В результате опытов Джоулем и Ленцем вне зависимости друг от друга было получено следующее уравнение [Q] = Дж – количество теплоты [I] = А – сила тока Q = I2 · R · t [R] = Ом – сопротивление [t] = с – время

Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени, в течении которого этот ток протекает по проводнику Закон Джоуля-Ленца Q = I2 · R · t Q = U· I· t Q = · t  

Закон Джоуля-Ленца полностью соответствует формуле по вычислению работы электрического тока: A = U · I · t Преобразовав формулу по вычислению работы электрического тока с помощью закона Ома, получим формулу работы, которая соответствует формуле для вычисления количества теплоты: A = I2 · R · t Вывод: количество теплоты и работа соответствуют друг другу Q = I2 · R · t

Случай 2 - проводник движется: работа определяет полное действие на этот проводник (движение, энергию, другие формы превращения энергии), а количество теплоты – лишь его нагревание. Случай 1 - проводник покоится: работа электрического тока равна количеству теплоты, которое выделяется на проводнике, так как количество теплоты – это изменение внутренней энергии проводника.

Как же возникает тепло в проводнике? Возникновение электрического тока (поля) Движение частиц в металлических, жидких и газообразных проводниках Взаимодействие движущихся частиц с окружающими частицами => вырабатывается тепло за счет этих взаимодействий