舉例
生活中,許多用電器接通電源後,都伴有熱現象產生。
我們知道對於冰櫃來說,它的原理是通過製冷劑的工作從冷藏室和冷凍室裡面吸收熱量使得製冷劑迅速氣化,然後通過冰櫃後面的散熱管放熱並且使得製冷劑液化,這樣周而復始. 使得製冷劑工作必須靠壓縮機.
所以,假設製冷劑從冷藏室和冷凍室裡面吸收50J的熱量,壓縮機消耗電能20J,那么,製冷劑必然通過散熱管向外界放出熱量50+20=70J(這就是熱力學第一定律或者能量守恆定律)
這樣,冰櫃從外界吸收的熱量小於它向外界放出的熱量,所以,外界的溫度必然上升.
焦耳定律
焦耳定律:是定量說明傳導電流將電能轉換為熱能的定律。
①文字敘述,電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電的時間成正比。
②公式:焦耳定律數學表達式:Q=I^2Rt,導出公式有Q=UIt和Q=U^2/R×t。前式為普遍適用公式,導出公式適用於純電阻電路。
③注意問題:電流所做的功全部產生熱量,即電能全部轉化為內能,這時有Q=W。電熱器和白熾電燈屬於上述情況。
④在串聯電路中,因為通過導體的電流相等。通電時間也相等,根據焦耳定律,可知導體產生的熱量跟電阻成正比,即
⑤在並聯電路中,導體兩端的電壓相等,通電時間也相等,根據,可知電流通過導體產生的熱量跟導體的電阻成反比,即
⑥電熱器:利用電流的熱效應來加熱的設備,電爐、電烙鐵、電熨斗、電飯鍋、電烤爐等都是常見電熱器。電熱器的主要組成部分是發熱體,發熱體是由電阻率大,熔點高的電阻絲繞在絕緣材料上製成。
焦耳定律是定量說明傳導電流將電能轉換為熱能的定律。
1841年,英國物理學家焦耳發現載流導體中產生的熱量Q(稱為焦耳熱)與電流 I 的平方、導體的電阻R、通電時間t成正比,這個規律叫焦耳定律。