Fysikrapport: Joules lov
Forsøgsdato: 08-03-2001
Navn:
xxx
Klasse:
xx, htx 2000/2001
Afleveringsdato:
22/03 2001
Lærer:
xxx
Fag:
Fysik B
Formål
At eftervise Joules lov fra 1880, der siger, at varmeudviklingen (E) i en leder er lig lederens modstand (R) ganget med strømstyrken ophævet til anden potens (I2) gange tiden (t):
E = R I2 t
Teori
Joules lov
Figur 1: Ill. af elektroner og ioner i et lederstykke
Strøm gennem en leder er en elektronvandring fra strømkildens minuspol til dennes pluspol. Man siger dog, at strømmen går fra plus til minus, hvilket ikke er tilfældet, men nemmere.
En elektrisk leder er et metal, der indeholder ioner og frie elektroner. Disse elektroner bevæger sig som tidligere nævnt, hvorved det ikke kan undgås, at de rammer nogle ioner. Disse sammenstød resulterer i opvarmning af lederen, da ionerne begynder at vibrere. Man kan let forestille sig, at jo større strøm, lederen gennemløbes af, jo flere sammenstød vil der opstå, og dermed vil varmeudviklingen være større.
I årene omkring 1880 undersøgte J. Joule sammenhængen mellem strømstyrken og den derved udviklede varmemængde. Han nedsænkede et lederstykke (egentlig en modstand!) i et kalorimeter med vand, hvorefter han gennem et amperemeter tilsluttede modstanden til en spændingskilde. Det var således muligt at bestemme den af vandet modtagne varmemængde (Q = E = mcT, herom senere) efter tiden t. Han fandt at:
Det er gratis at oprette en konto