Wärme und Arbeit

Das Experiment von Joule

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Autor: →   Université du Mans

In diesem Experiment wurde $ m \;g$ Wasser, das sich in einem Kalorimeter befindet, durch ein Rotationsmesser erhitzt, das durch eine Masse $ M $ in Bewegung gesetzt werden, die aus einer Höhe $ h $ fällt. Die Umwandlung von Arbeit in Wärme manifestiert sich durch den Temperaturanstieg der Flüssigkeit: Wärmemenge, die das Kalorimeter aufnimmt = $ c_{Wasser} \cdot m_{Wasser} \cdot \Delta T $ Arbeit erledigt durch das Gewicht $ P $ der Masse $M$ = $P\cdot g \cdot h$ $=$ $M \cdot g \cdot h$

"Equivalenz" zwischen Arbeit und Wärme

Joule ging davon aus, dass die Arbeit vollständig in Wärme umgewandelt wird: $M\cdot g\cdot h$ $=$ $m_{eau}\cdot c_{eau}\cdot \Delta T $ Wenn für obiges Experiment: $M$ $=$ $24 kg$ $h$ $=$ $2 m$ und $c_{Wasser}$ $=$ $1\frac{cal}{gK}$ $m_{Wasser}$ $=$ $150 g$ $g$ $=$ $9,81 \frac{N}{kg}$, dann findet man: $24kg\cdot 9,81\frac{N}{kg}\cdot 2m$ $ =$ $ 150g\cdot 1\frac{cal}{gK}\cdot (18,74-18)K $ $470,9\; J $ $=$ $ 111 cal$ $1cal $ $\approx $ $4.2\; J$

Energie: Wärme oder Arbeit

Calorie und Joule sind zwei "äquivalente" Einheiten der sogenannten Energie . Hier ist ihre korrekte Konvertierung: