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焦耳定律的意思、焦耳定律的详细解释

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焦耳定律的解释

[joule's law] 物理学中下列两种陈述中的任一种:(1)电路中任何部分的稳恒电流产生的热量变率与电阻和电流的平方共同地成比例 (2)理想气体的内能仅依赖于温度,而与体积和压力无关

词语分解

网络扩展解释

焦耳定律是描述电流通过导体时产生热量的物理定律,由英国物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳于1841年通过实验发现。其核心内容是:电流通过导体产生的热量((Q))与电流的平方((I))、导体的电阻((R))以及通电时间((t))成正比。公式表示为:

$$ Q = I R t $$

公式中各符号的含义

  1. (Q):产生的热量,单位为焦耳(J)。
  2. (I):通过导体的电流,单位为安培(A)。
  3. (R):导体的电阻,单位为欧姆(Ω)。
  4. (t):通电时间,单位为秒(s)。

关键点解析

  1. 适用范围
    焦耳定律适用于所有电流做功转化为热能的场景,尤其是纯电阻电路(如电热器、白炽灯)。对于非纯电阻电路(如含电动机的电路),热量仅占电能转化的一部分,此时需结合电功公式 (W = UIt) 分析。

  2. 与欧姆定律的关系
    结合欧姆定律 (U = IR),焦耳定律可变形为: $$ Q = UIt = frac{U}{R}t $$ 但需注意,变形后的公式仅在纯电阻电路中成立。

  3. 能量转化本质
    电流通过电阻时,电荷碰撞导体原子,动能转化为热能,体现了电能向热能的转化。这一过程符合能量守恒定律。


实际应用

  1. 电热设备
    电热水壶、电熨斗等利用焦耳效应将电能高效转化为热能。
  2. 电路安全
    电流过大时,导线因 (Q propto I) 迅速升温,可能引发火灾,因此需保险丝或断路器保护。
  3. 输电优化
    高压输电通过减小电流((I))来降低输电线上的热损耗((Q propto I))。

常见误区


焦耳定律是电学与热力学交叉的基础规律,在工程设计、能源利用和安全防护中具有广泛意义。

网络扩展解释二

《焦耳定律》的意思

《焦耳定律》是热学中的一个重要原理,用来描述电能转化为热能的规律。根据焦耳定律,当电流通过导体时,导体产生的热量与通过导体的电流大小、导体的电阻以及电流通过导体的时间成正比。可以用以下公式表示:

Q = I² · R · t

其中,Q表示热量(单位为焦耳),I表示电流(单位为安培),R表示电阻(单位为欧姆),t表示时间(单位为秒)。

拆分部首和笔画

《焦耳定律》的拆分部首为火和耳,火表示与热相关,耳表示与听觉相关。根据部首火的位置可以推断这个字与热有关。

由于字形较复杂,共包含18个笔画。

来源

《焦耳定律》这个词来源于19世纪英国物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(James Prescott Joule)的名字。焦耳通过一系列实验验证了这个定律,并提出了电能和热能之间的关系。

繁体

《焦耳定律》在繁体中的写法为「焦耳定律」。

古时候汉字写法

古时候的汉字写法与现代略有不同,「焦耳定律」在古时候的写法可能有所改变,但字的意义和发音保持一致。

例句

根据焦耳定律,当电流通过导线时,导线会因为电能转化为热能而发热。

组词

- 焦耳(名词,单位,用于表示能量或热量的单位)

- 定律(名词,科学规律或原理的表示)

近义词

热效应:是指电能转化为热能的过程。与焦耳定律意思相近。

反义词

电能转化为其他形式的能量,如机械能或光能的过程,与焦耳定律的意思相反。

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