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物理研究室レポート
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はじめに

試験

この実験の目的は、電気エネルギーと熱エネルギーの等価性を理解し、熱量測定の手法を学び、電気エネルギーとジュール等価の電気エネルギーの両方を測定する方法を学ぶことでした。

理論

電気的または機械的熱のジュール当量は、熱エネルギーの単位に含まれる電気エネルギーの量です。 2つの形態のエネルギーはジュール(J)で測定されます。 熱エネルギーはキロカロリー単位で測定されます。 James Joule卿は電気的および機械的エネルギーを研究し、両者の間には比例定数があることを発見しました。 この定数はJで示される熱のジュール当量です。この実験では、係数を求めます。

力は仕事をする率です。 電力は、単位時間当たりに電気回路によって伝達される電気エネルギーを指す。 そのSI単位はワット(W)です。 電位差Vだけ電荷ΔQを移動させるのに必要な仕事量ΔWは、次式で与えられます。

計算と数式については、添付のpdfを確認してください。

材料と装置

これには以下が含まれます:抵抗加熱コイル、電気コネクタポスト、スターラー、発泡スチロールおよびアルミニウム熱量計カップ、二重壁熱量計、低電圧、大電流電源、電圧計、電流計、電気リード線、温度センサーおよびPasco 850ユニバーサルインターフェースデータ取得システム。

手順

Pasco 850ユニバーサルインターフェースがオンになり、スタートメニューからCapstoneソフトウェアプログラムが起動しました。 ハードウェア設定アイコンをクリックしました。 ハードウェア設定ウィンドウで、次にセンサー/機器の追加ボタンをクリックして別のメニューを引き出し、その後Science Workshop Analog Sensorsを選択しました。 次に、センサー/機器リストの下で温度センサーとステンレススチールを選択しました。

その後、サンプルレート調整アイコンを設定して、2秒ごとに読み取りが行われるようにコントロールパレットでサンプルレートを調整しました。 ハードウェア設定パネルを最小化するには、ハードウェア設定アイコンをクリックしてください。 表示パネルの下で、表とグラフのアイコンをダブルクリックして、温度を時間の関数として表とグラフで表示しました。 その後、熱量計と電源と回路を含む実験装置の残りをセットアップしました。 アルミニウムインサート缶の質量を、水を加える前および水を加えた後に再び記録した。 次に、閉じたナイフスイッチの上ではなく、約1アンペアまで電流を調整しました。 次に測定を開始する前にスイッチを開いて電流をキャンセルした。 その後、電圧と電流の値をデータシートに記録しました。

次に温度記録時間を設定した。 その後、回路上のスイッチをオフにした状態でプローブとヒーターを水中に入れた。 連続的に攪拌しながら、録音ボタンを押し、同時にスイッチをフリップした。

計算

計算のために添付のpdfをチェックしてください

作品が引用

Glover、J。Duncan、Mulukutla S. Sarma、およびThomas Overbye。 電力システムの分析と設計、SIバージョン。 Cengage Learning、2012。 Hubert、C。 「DEMドメインを使用した連続体電気伝導およびジュール加熱のシミュレーション」 工学における数値計算法の国際ジャーナル(2016)。

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