¿Cuál es el equivalente mecánico del calor?

Answer 1

El equivalente mecánico del calor muestra la relación entre la energía térmica y la energía mecánica o el trabajo realizado. Muchos científicos descubrieron que existe una relación entre la energía térmica producida durante cualquier trabajo mecánico realizado. Y también hay relación en la conversión de energía de una forma a otra. Todos estos hechos dieron lugar a la ley de conservación de la energía que la energía en el universo permanece constante, no se puede crear ni destruir, simplemente se puede transformar de un estado a otro. James Prescott joule da la relación más precisa entre trabajo y calor.

Joules descubrió que el trabajo mecánico realizado en el sistema era igual al calor producido. Él definió que el equivalente mecánico del calor es la cantidad de trabajo que se debe realizar para producir una cantidad unitaria de calor. Muestra la cantidad de trabajo necesaria para aumentar la cantidad unitaria de calor. Para medir esto, James Prescott joule creó un aparato que se muestra en la cápsula.

Tomó un medidor de calorías de cobre y lo cubrió con un cable apretado para aislarlo del entorno. Los pesos que caen están unidos a un huso por una cuerda. El movimiento de las pesas gira el huso en el agua. Aquí la energía potencial de la masa que cae se convierte en energía cinética y finalmente en energía térmica. El calor se produce debido a la intercolisión de las moléculas de agua debido al movimiento del huso. Usando esta configuración, calculó la cantidad de trabajo realizado para aumentar la temperatura del agua en una caloría. Vea esta simulación del experimento histórico James Prescott de SCORTUAL Mechanical Equivalent of Heat para comprender mejor su experimento.

Al realizar una serie de experimentos, los julios descubrieron que cuando los pesos que caían perdían 4.186 kj de energía, la temperatura del agua aumentaba en un grado Celsius. El valor de j obtenido por esta exp es 4.18 kj / kcal. Sin embargo, el valor más preciso es 4.186 kj / kccal

Answer 2

Equivalente mecánico de calor, movimientos, energía cinética, energía térmica, trabajo realizado … se unen entre sí. He proporcionado algunas de mis respuestas anteriores para cubrir su consulta dada.

Según el teorema del trabajo cinético, el trabajo neto realizado es igual al cambio en la energía cinética,

W_net = delta KE .

Si dice que el trabajo es una forma de energía mecánica porque el trabajo es el producto de desplazamiento de fuerza, entonces ¿cuál es la fuente de esa energía mecánica? Los átomos tienen vibraciones. Los átomos se mueven en direcciones aleatorias. La energía cinética promedio de las partículas es directamente proporcional al gradiente de temperatura de un medio circundante.

KE = (3/2) kT , donde k es la constante de Boltzmann.

¿Qué es energía? La energía en sí misma puede ser constante, según la ley Conversación de energía. La energía no se puede crear ni destruir, pero se puede transformar en otras formas de energía.

Imaginemos que un objeto está en reposo. Cuando una fuerza ejerce sobre este objeto (si la fuerza es lo suficientemente fuerte como para moverlo), hay un cambio en KE Más específicamente, el trabajo es la medida del producto de desplazamiento de fuerza en la dirección de la fuerza, mientras que la energía es la capacidad necesaria para lograr el trabajo

En resumen, el trabajo y la energía se unen y no se pueden definir por separado.

Los átomos tienen vibraciones y movimientos de rotación debido a su propia energía cinética. El término “energía interna” representa los movimientos vibratorios y rotacionales de las moléculas. La energía cinética es función de la temperatura. Cuanto mayor es la temperatura, mayor es la energía cinética. Cuando hay una diferencia de temperatura entre un sistema y sus alrededores, habrá transferencia de calor ya que el calor siempre fluye desde la temperatura más alta a la más baja. En el equilibrio térmico, no hay flujo de calor ya que no hay diferencia de temperatura entre un sistema y sus alrededores. Como se mencionó, los átomos se mueven más rápido (los átomos ganan más y más energía cinética) cuando la temperatura aumenta. Por ejemplo, una pelota rodante de alta velocidad tiene una cantidad considerable de energía cinética ya que se mueve. Habrá una energía cinética específica dentro de la pelota. En ese momento, hay una diferencia de temperatura entre la pelota y sus alrededores. En consecuencia, te sentirías “caliente” si tocas la pelota ya que la energía térmica se transfiere de la pelota al medio ambiente. Entonces la respuesta es que la energía cinética genera la energía térmica. Parte de la energía cinética se convierte en energía térmica y hay algo de pérdida de energía cinética debido a la fricción y otros factores. El calor y la energía cinética se unen cuando se involucra el movimiento de la materia. Especialmente cuando una materia se mueve a alta velocidad, obviamente se detecta energía cinética ya que KE = 1/2 mv ^ 2, la energía cinética es directamente proporcional a la velocidad de un objeto en movimiento.

Espero eso ayude.

Answer 3

Solo hay dos contrapartes mecánicas de calor en términos de aumentar la energía del sistema. Esto incluye flujo de masa y trabajo realizado. ¡El trío de ellos forma un grupo único con el objetivo de aumentar la energía del sistema, cambiando su estado y ayuda al sistema a iniciar un proceso!