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焦耳定律的意思、焦耳定律的詳細解釋

關鍵字:

焦耳定律的解釋

[joule's law] 物理學中下列兩種陳述中的任一種:(1)電路中任何部分的穩恒電流産生的熱量變率與電阻和電流的平方共同地成比例 (2)理想氣體的内能僅依賴于溫度,而與體積和壓力無關

詞語分解

網絡擴展解釋

焦耳定律是描述電流通過導體時産生熱量的物理定律,由英國物理學家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳于1841年通過實驗發現。其核心内容是:電流通過導體産生的熱量((Q))與電流的平方((I))、導體的電阻((R))以及通電時間((t))成正比。公式表示為:

$$ Q = I R t $$

公式中各符號的含義

  1. (Q):産生的熱量,單位為焦耳(J)。
  2. (I):通過導體的電流,單位為安培(A)。
  3. (R):導體的電阻,單位為歐姆(Ω)。
  4. (t):通電時間,單位為秒(s)。

關鍵點解析

  1. 適用範圍
    焦耳定律適用于所有電流做功轉化為熱能的場景,尤其是純電阻電路(如電熱器、白熾燈)。對于非純電阻電路(如含電動機的電路),熱量僅占電能轉化的一部分,此時需結合電功公式 (W = UIt) 分析。

  2. 與歐姆定律的關系
    結合歐姆定律 (U = IR),焦耳定律可變形為: $$ Q = UIt = frac{U}{R}t $$ 但需注意,變形後的公式僅在純電阻電路中成立。

  3. 能量轉化本質
    電流通過電阻時,電荷碰撞導體原子,動能轉化為熱能,體現了電能向熱能的轉化。這一過程符合能量守恒定律。


實際應用

  1. 電熱設備
    電熱水壺、電熨鬥等利用焦耳效應将電能高效轉化為熱能。
  2. 電路安全
    電流過大時,導線因 (Q propto I) 迅速升溫,可能引發火災,因此需保險絲或斷路器保護。
  3. 輸電優化
    高壓輸電通過減小電流((I))來降低輸電線上的熱損耗((Q propto I))。

常見誤區


焦耳定律是電學與熱力學交叉的基礎規律,在工程設計、能源利用和安全防護中具有廣泛意義。

網絡擴展解釋二

《焦耳定律》的意思

《焦耳定律》是熱學中的一個重要原理,用來描述電能轉化為熱能的規律。根據焦耳定律,當電流通過導體時,導體産生的熱量與通過導體的電流大小、導體的電阻以及電流通過導體的時間成正比。可以用以下公式表示:

Q = I² · R · t

其中,Q表示熱量(單位為焦耳),I表示電流(單位為安培),R表示電阻(單位為歐姆),t表示時間(單位為秒)。

拆分部首和筆畫

《焦耳定律》的拆分部首為火和耳,火表示與熱相關,耳表示與聽覺相關。根據部首火的位置可以推斷這個字與熱有關。

由于字形較複雜,共包含18個筆畫。

來源

《焦耳定律》這個詞來源于19世紀英國物理學家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(James Prescott Joule)的名字。焦耳通過一系列實驗驗證了這個定律,并提出了電能和熱能之間的關系。

繁體

《焦耳定律》在繁體中的寫法為「焦耳定律」。

古時候漢字寫法

古時候的漢字寫法與現代略有不同,「焦耳定律」在古時候的寫法可能有所改變,但字的意義和發音保持一緻。

例句

根據焦耳定律,當電流通過導線時,導線會因為電能轉化為熱能而發熱。

組詞

- 焦耳(名詞,單位,用于表示能量或熱量的單位)

- 定律(名詞,科學規律或原理的表示)

近義詞

熱效應:是指電能轉化為熱能的過程。與焦耳定律意思相近。

反義詞

電能轉化為其他形式的能量,如機械能或光能的過程,與焦耳定律的意思相反。

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