Досаева Б. Т., Койшыбаев Н., Жаугашева С. А

Механикалық жұмыс атқарылу кезінде ішкі энергияның өзгеруі. Джоуль тәжірибесі

жүктеу/скачать 4.06 Mb. бет 67/137 Дата 08.12.2023 өлшемі 4.06 Mb. #485902

Механикалық жұмыс атқарылу кезінде ішкі энергияның өзгеруі. Джоуль тәжірибесі. Ішкі энергия жылу алмасу кезінде ғана емес, сонымен қатар механикалық жұмыс атқару кезінде де өзгере алады. Мұның мысалы өзімізге таныс, денелердің бір-бірімен үйкелісі кезінде олардың қызатындығы. Осы кезде бір денеден екінші денеге қайсы-бір Q жылу мөлшері өтетін секілді. Міне сондықтан да осы кезде механикалық жұмыстың үйкеліс кезінде жылуға айналуы жайлы сөз етеді, яғни денелердің механикалық энергиясының (бұл олардың ішкі энергиясының құрамына кірмейді) ішкі энергияға айналуы жайлы сөз болады. Олай болса, механикалық жұмыс пен жылу мөлшерінің арасындағы сандық қатынасты тағайындау қажет болады. Осы мақсаттағы тәжірибелерді ағылшын ғалымы Дж. Джоуль 1843 жылы жасады. 2.18-суретте Джоуль тәжірибелерінің бірінің схемасы өрнектелген. Қондырғы сынап құйылған калориметрден тұрады. Калориметр арқылы сабы бар валик кигізілген ось өтеді. Валикке екі шетіне бірдей m массалы екі жүк ілінген жіп оралған. Жүктердің жанынан олардың қаншалықты орын ауыстырғандығын көрсететін сызғыштар бекітілген. Жүк қозғалған кезде үйкелістің шамасын арттыру үшін оське қалақшаларды бекіткен. Тәжірибе басталарда саптың көмегімен жүктер жоғары қалыпқа келтіріліп, сынаптың температурасы өлшенеді. Сонан кейін сап босатылып, жүктер төмен түсіп, қалақшалар қозғалысқа келеді. Осы кезде қалақшалар мен сынаптың арасындағы үйкелістің арқасында калориметрде жылу бөлініп шығады, бұл жылу мөлшері жүктердің қайсы-бір h қашықтыққа орын ауыстыруы кезінде атқарылған жұмысқа тең болады. Қондырғының басқа бөліктерінде үйкеліс мардымсыз аз болғандықтан, осы тәжірибе кезінде калориметрдің ішкі энергиясының артуы жүктердің қозғалыс кезіндегі механикалық энергиясының кемуіне тең болуы тиіс. Бұл кезде энергияның сақталу заңы әлі тағайындалмаған болса да, Джоуль калориметрде бөлініп шыққан Q жылу мөлшері жүктердің A=2mgh жұмысына тең деп алды. Осындай тәжірибелердің негізінде Джоуль үйкеліс кезінде бөлініп шығатын жылу мөлшерінің атқарылған жұмысқа тура пропорционал болатындығын тағайындады. Осы кездегі өлшеулер көрсеткендей, 1 кг суды 292,5 К-нен 293,5 К-ге дейін, яғни 1 К-ге қыздыру үшін 4186,8 Дж энергия қажет болады екен. Бұл дегеніміз судың меншікті жылу сыйымдылығы Сс=4186,8 Дж/(кгК)4200 Дж/(кгК) болады деген сөз. жүктеу/скачать 4.06 Mb. Достарыңызбен бөлісу: