FIZIKA ZA OSNOVNU ŠKOLU
1. Kako glasi Đul – Lencov zakon?
1. Koliku količinu toplote oslbodi pegla snage 2kW za 3h? Količinu toplote izrazi u J i kWh.
2. U grejaču električne otponosti 10 Ω oslobodi se količina toplote 1,6 kJ za 10s. Odredi napon na krajevima grejača i električnu struju koja protiče kroz njega.
Kada kroz provodnik protiče električna stuja, električna energija se tranformiše u toplotnu energiju, pri čemu se provodnik zagreva.
Džejms Džul je vršio eksperimete u kojima je ispitivao od čega zavisi količina toplote (Q) koja se oslobodi u provodniku kroz koji protiče električna struja.
Nezavisno od Džula do istog zaključka je došao i Hajnrih Lenc. Pa je zbog toga formulisan Džul – Lencov zakon.
𝑄 = 𝐼2∙ 𝑅 ∙ 𝑡
Količina toplote oslobođena u provodniku kroz koji protiče električna struja, jednaka je prizvodu kvadrata jačine struje u provodniku, električne otpornosti provodnika i vremena proticanja.
𝑄 – količina toplote (J) 𝐼 – jačina struje (A) 𝑅 – električna otpornost (Ω) 𝑡 – vreme (s)
𝑄 = 𝐼 ∙ 𝑈 ∙ 𝑡 𝑄 = 𝑈 ∙ 𝐼 ∙ 𝑡 = 𝐴
Količina toplote je jednaka radu električne struje.
𝑄 = 𝑃 ∙ 𝑡 P = 𝑈 ∙ 𝐼
Koliku količinu toplote oslbodi pegla snage 2kW za 3h? Količinu toplote izrazi u J i kWh.
U grejaču električne otponosti 10 Ω oslobodi se količina toplote 1,6 kJ za 10s. Odredi napon na krajevima grejača i električnu struju koja protiče kroz njega.
Džul-Lenkov zakon, takođe poznat kao zakon o toploti, je jedan od najosnovnijih principa termodinamike koji opisuje ponašanje toplote i energije. Ovaj zakon je nazvan po engleskom fizičaru Džejmsu P. Džulu i skotskom fizičaru Vilijemu T. Lencu, koji su nezavisno jedan od drugog razvili svoje zakone o očuvanju energije u 19. veku.
Džul-Lenkov zakon kaže da se količina toplote koju dobija ili gubi sistem može izračunati kao proizvod promene unutrašnje energije sistema i radnog zahvata. Drugim rečima, kada rad obavljen na ili od strane sistema dovodi do promene unutrašnje energije sistema, ta promena je proporcionalna količini toplote koja je dodata ili oduzeta iz sistema.
Na primer, zamislimo da imate paru koja se nalazi u klipnom motoru. Kada se para širi i obavlja rad na klipu, ona gubi deo svoje unutrašnje energije, ali istovremeno dobija određenu količinu toplote. Prema Džul-Lenkovom zakonu, ta količina toplote može se izračunati množeći promenu unutrašnje energije pare sa radnim zahvatom koji obavlja.
Ovaj zakon ima veliku primenu u raznim oblastima, uključujući industriju, termodinamiku i inženjering. Omogućava nam da razumemo kako energija putuje između sistema i okoline, kao i kako se energija transformiše iz jednog oblika u drugi.
Jedna od najzanimljivijih primena Džul-Lenkovog zakona je u razumevanju energetskih efikasnosti različitih procesa. Na primer, kada se radi o dizajniranju sistema za proizvodnju i distribuciju energije, Džul-Lenkov zakon može nam pomoći da procenimo koliko efikasno sistem pretvara ulaznu energiju u korisnu energiju, a koliko se gubi u vidu toplote.
Takođe, Džul-Lenkov zakon je od suštinskog značaja za razumevanje drugog zakona termodinamike, koji govori o tome kako se entropija, merilo nereda ili haosa u sistemu, povećava tokom procesa. Ovaj zakon nam omogućava da sagledamo vezu između toplote, rada i promena unutrašnje energije, što je ključno za razumevanje ograničenja i mogućnosti u fizičkim sistemima.
Ukratko, Džul-Lenkov zakon je osnova termodinamike i omogućava nam da razumemo fundamentalne principe toplotne energije i rada.