Ako vypočítať Jouley -

JOULE (J) je jednou z najdôležitejších meracích jednotiek v medzinárodných jednotkách (C). V Joules sa meria, energia a množstvo tepla. Ak chcete prezentovať konečný výsledok v joule, pracuje s mernými jednotkami prijatými v C. Ak sú v tejto úlohe uvedené iné jednotky merania, previesť ich do jednotiek merania z medzinárodného systému jednotiek.

Kroky

Metóda 1 z 5:

Výpočet práce (J)

jeden. Koncepcia práce vo fyzike. Ak presuniete políčko, budete pracovať. Ak zdvihnete políčko, budete pracovať. Aby bola práca dokončená, je potrebné dodržiavať tieto dve podmienky:

Aplikujete konštantnú silu.
Podľa pôsobenia aplikovanej sily sa telo pohybuje v smere sily.

2. Vypočítať prácu. Na to, vynásobte výkon a vzdialenosť (telo sa presunie). V c sily merané v Newtonu a vzdialenosť v metroch. Ak používate tieto jednotky, prijatá práca sa bude merať v jouly.

Pri riešení úloh určiť smer aplikovanej sily. Zvýšenie krabice, sila je zameraná zo zdola nahor, ale ak si vezmete krabicu vo svojich rukách a prejdete určitú vzdialenosť, potom nefunguje - aplikujete moc, aby nepadol, ale pod akciou tejto sily Box sa nepohybuje.

3. Nájsť telesnú hmotnosť. Je potrebné vypočítať silnú silu, ktorú chcete pripojiť, aby ste presunuli telo. Zvážte príklad: vypočítať prácu vykonávanú športovcom pri zdvíhaní (z podlahy do hrudníka) tyč s hmotnosťou 10 kg.

Ak sú neštandardné jednotky merania uvedené v úlohe, previesť ich na jednotky SI.

4. Vypočítať energiu. Power = Hmotnosť x zrýchlenie. V našom príklade považujeme zrýchlenie voľného pádu, ktorý je 9,8 m / s. Sila, ktorá by sa mala aplikovať na pohyb tyče hore, je rovná 10 (kg) x 9,8 (m / s) = 98 kg ∙ m / s = 98.

Ak sa telo pohybuje v horizontálnej rovine, neberú do úvahy zrýchlenie voľného pádu. Možno, že úloha bude vyžadovať výpočet sily potrebnej na prekonanie trenia. Ak je zrýchlenie uvedené v úlohe, jednoducho ho znásobiť tejto telesnej hmotnosti.

päť. Merať prejdenú vzdialenosť. V našom príklade predpokladáme, že bar stúpa do výšky 1,5 m. (Ak existujú neštandardné merné jednotky v úlohe, premieňajte ich do mernej jednotky.)

6. Vynásobte hybnosť. S cieľom zvýšiť tyč s hmotnosťou 10 kg do výšky 1,5 m, športovec bude pracovať rovný 98 x 1,5 = 147 j.

7. Vypočítať prácu, keď je napájanie nasmerované v uhle. Predchádzajúci príklad bol celkom jednoduchý: pokyny sily a pohyb tela sa zhodovali. Ale v niektorých prípadoch je sila zameraná na uhol k smeru pohybu. Zvážte príklad: vypočítajte prácu spáchanú dieťaťom, ktorá vytiahne sane na vzdialenosť 25 m na lano, ktoré majú odchýlku od horizontálnej pri 30 °. V tomto prípade operácia = sila x cosine (θ) x vzdialenosť. Uhol θ je uhol medzi smerom sily a smerom pohybu.

osem. Nájsť spoločnú priloženú silu. V našom príklade predpokladáme, že dieťa aplikuje silu rovnú 10.

Ak úloha hovorí, že sila je nasmerovaná, alebo vpravo / doľava, alebo jeho smer sa zhoduje so smerom pohybu tela, potom na výpočet práce, jednoducho znásobiť výkon a vzdialenosť.

deväť. Vypočítať vhodnú silu. V našom príklade len niektoré z celkových úplných vytiahne sneuk. Vzhľadom k tomu, lano je zameraná (v uhle k horizontále), druhá časť celkovej sily sa snaží zdvihnúť sane. Preto vypočítajte silu, ktorej smer sa zhoduje so smerom pohybu.

V našom príklade je uhol θ (medzi Zemou a lanom) rovný 30 °.

COSHO = COS30 ° = (√3) / 2 = 0,866. Vyhľadajte túto hodnotu pomocou kalkulačky - ako jednotka merania uhla v kalkulačke, nastavené stupne.

Vynásobte spoločnú silu na COST. V našom príklade: 10 x 0,866 = 8,66 h je sila, ktorej smer sa zhoduje so smerom pohybu.

Obrázok s názvom Vypočítajte Jouly Krok 10

10. Vynásobte vhodnú silu na vzdialenosť, aby ste mohli vypočítať prácu. V našom príklade: 8,66 (n) x 20 (m) = 173,2 j.

Metóda 2 z 5:

Výpočet energie (J) Pre tento výkon (W)

jeden. Energia. Sila sa meria vo wattoch (W) a charakterizuje rýchlosť zmeny, transformácie, transformácie alebo spotreby energie, ktorá sa meria v joules (J). Na výpočet energie (J) pre túto moc (W), musíte poznať dĺžku času.

Obrázok s názvom Vypočítať Jouly Krok 12

2. Pre výpočet energie (j) na chvíľu vynásobte výkon (w). Zariadenie, ktorých výkon je 1 W, spotrebuje 1 J energiu pre každú 1 s. Napríklad vypočítame energiu spotrebovanú so žiarovkou s kapacitou 60 W po dobu 120 sekúnd: 60 (W) x 120 (c) = 7200 j

Tento vzorec platí pre akúkoľvek výkon meranú vo wattoch, ale najčastejšie sa vzťahuje na úlohy zahŕňajúce elektrinu.

Metóda 3 z 5:

Výpočet kinetickej energie (J)

jeden. Kinetická energia je energia pohybu. Môže byť vyjadrený v joules (J).

Kinetická energia je ekvivalentná pre vykonanú prácu na urýchlenie pevného tela až po určitú rýchlosť. Po dosiahnutí určitej rýchlosti, kinetická energia tela zostáva konštantná, kým sa nebude transformovať na teplo (trením), gravitačnou potenciálnou energiou (pri jazde proti gravitácii) alebo iné druhy energie.

Obrázok s názvom Vypočítať Jouly Krok 14

2. Nájsť telesnú hmotnosť. Napríklad vypočítajte kinetickú energiu bicyklov a cyklistov. Hmotnosť cyklistu je 50 kg a bicykla je 20 kg, to znamená, že celková hmotnosť tela je 70 kg (zvážiť bicykel a cyklista ako jediné telo, pretože sa budú pohybovať v jednom smere a pri jednej rýchlosti).

Obrázok s názvom Vypočítať Jouly Krok 15

3. Vypočítať rýchlosť. Ak je rýchlosť uvedená v úlohe, prejdite na ďalší krok - inak, vypočítajte ho v jednej z nižšie uvedených metód. Upozorňujeme, že tu môže byť smer rýchlosti zanedbávaný - Predpokladajme, že cyklista je striktne v priamke.

Ak cyklista jazdí konštantnou rýchlosťou (bez zrýchlenia), zmerajte vzdialenosť (m) a rozdeľte ho na čas (c) vynaložené na prechod tejto vzdialenosti. Takže dostanete priemernú rýchlosť.

Ak sa cyklista zrýchlil, a rýchlosť zrýchlenia a smer pohybu sa nezmenil, potom sa rýchlosť v momente t vypočítaná vzorcom: zrýchlenie x t + počiatočná rýchlosť. Čas sa meria v sekundách, rýchlosť v m / s, zrýchlenie v m / s.

Obrázok s názvom Vypočítať Jouly Krok 16

4. Náhradné hodnoty vo vzorci. Kinetická energia = (1/2) MV, kde M - hmotnosť, V - rýchlosť. Napríklad, ak je rýchlosť cyklistov 15 m / s, potom jeho kinetická energia K = (1/2) (70 kg) (15 m / s) = (1/2) (70 kg) (15 m / s) (15 m / s) = 7875 kg ∙ m / s = 7875 n ∙ m = 7875 j

Vzorec pre výpočet kinetickej energie je odvodený z definície práce (W = FA) a kinematickú rovnicu (V = V₀ + 2Aδs, kde Δs - prejdená vzdialenosť).

Metóda 4 z 5:

Výpočet množstva tepla (J)

jeden. Nájsť hmotnosť vyhrievaného tela. Ak to chcete urobiť, použite vyvážené alebo pružinové váhy. Ak je telo kvapalina, najprv odvážte prázdnu nádobu (v ktorom je kvapalina vytiahnutá), aby ste ho našli. Váženie kvapaliny, odpočítať z výslednej hodnoty hmotnosti prázdnej nádoby na nájdenie hmotnosti tekutiny. Zvážte napríklad vodu 500 g.

Výsledok sa meria v jouloch, hmotnosť by sa mala merať v gramoch.

Obrázok s názvom Vypočítajte Jouly Krok 18

2. Nájdite špecifické teleso tela. Nájde sa v učebni v chémii, fyzike alebo na internete. Špecifická tepelná kapacita vody sa rovná 4,19 j / g.

Špecifická tepelná kapacita sa mierne mení so zmenou teploty a tlaku. Napríklad v niektorých zdrojoch je špecifická kapacita tepla vody 4,18 J / G (pretože rôzne zdroje vyberte rôzne hodnoty "referenčnej teploty").

Teplota sa môže merať v stupňoch na Kelvin alebo Celzia (ako rozdiel medzi dvoma hodnotami teploty bude rovnaký), ale nie v stupňoch Fahrenheita.

Obrázok s názvom Vypočítať Jouly Krok 19

3. Nájdite počiatočnú telesnú teplotu. Ak je telo kvapalina, použite teplomer.

Obrázok s názvom Vypočítajte Jouly Krok 20

4. Zahrejte telo a nájdite ho na konečnú teplotu. Takže môžete nájsť množstvo tepla prenášaného telom, keď sa vyhrie.

Ak chcete nájsť celkovú energiu prevedenú na teplo, zvážte, že počiatočná telesná teplota sa rovná absolútnej nuly (0 podľa Kelvin alebo -273.15 Celzia). Zvyčajne sa nepoužíva.

Obrázok s názvom Vypočítať Jouly Krok 21

päť. Odstráňte počiatočnú telesnú teplotu z konečnej teploty, aby ste našli zmenu telesnej teploty. Napríklad voda sa zahrieva z 15 stupňov Celzia na 35 stupňov Celzia, to znamená, že zmena teploty vody je 20 stupňov Celzia.

Obrázok s názvom Vypočítať Jouly Krok 22

6. Vynásobte telesnú hmotnosť, jej špecifickú zmenu teploty tepla a telesnej teploty. Vzorec: H = McΔt, kde Δt je zmena teploty. V našom príklade: 500 x 4,19 x 20 = 41,900

Množstvo tepla sa niekedy meraje v kalórií alebo cyklaliách. Kalórie - Toto je množstvo tepla potrebného na zvýšenie teploty 1 gramu vody na 1 stupeň Celzia, cyclelooria - to je množstvo tepla potrebného na zvýšenie teploty 1 kg vody na 1 stupeň Celzia. Vo vyššie uvedenom príklade bude zvýšenie teploty 500 g vody na 20 stupňov Celzia vyžadovať 10 000 kalórií alebo 10 kcal.

Metóda 5 z 5:

Výpočet elektrickej energie (J)

jeden. Popisuje spôsob výpočtu prietoku energie v elektrickom obvode. Praktický príklad je uvedený na základe ktorých možno vyriešiť fyzické úlohy. Ak chcete začať, vypočítame napájanie podľa vzorca p = i x r, kde som prúd (A), R -SON (OM). Nájdete napájanie (W), s ktorým môžete vypočítať energiu (J) (pozri druhú kapitolu).

Obrázok s názvom Vypočítať Jouly Krok 24

2. Odoberte odpor. Hodnota odporu rezistora je označená číslom alebo štítkom vo forme farebného pásu. Môžete tiež určiť odolnosť odporového odpojenia pripojením k vstupu alebo multimetra. Urobte napríklad odpor s odporom 10 ohmov.

Obrázok s názvom Vypočítať Jouly Krok 25

3. Pripojte odpor do aktuálneho zdroja. Na tento účel používajte krokodílové svorky alebo experimentálny stojan s elektrickým reťazcom.

Obrázok s názvom Vypočítať Jouly Krok 26

4. Počas určitého času cez okruh preskočte prúd. Napríklad do 10 s.

Obrázok s názvom Vypočítať Jouly Krok 27

päť. Určiť aktuálnu silu. Na to použite ammeter alebo multimeter. Prúd je napríklad 100 mA = 0,1 a.

Obrázok s názvom Vypočítajte Jouly Krok 28

6. Vypočítajte napájanie (W) vzorcom p = i x r. V našom príklade: p = 0,1 x 10 = 0,01 x 10 = 0,1 W = 100 MW

Obrázok s názvom Vypočítajte Jouly Krok 29

7. Vynásobte výkon a čas na nájdenie energie (j). V našom príklade: 0,1 (W) x 10 (c) = 1 j.

Od 1 Joule je mierna hodnota a výkon elektrických spotrebičov je uvedená vo wattoch, miliventoch a kilowattoch, potom v bývaní a komunálnej sfére, energia sa zvyčajne meria v kilowatt-hodín. Ak 1 W = 1 J / S, potom 1 J = 1 W ∙ C- IF 1 KW = 1 KJ / S, potom 1 KJ = 1 kW ∙ S. Od 1 h = 3600 S, potom 1 kWh ∙ H = 3600 kW ∙ C = 3600 KJ = 3600000 J.

Tipy

V SI, Energia a práce sa merajú aj v Ergakh. 1 ERG = 1 DINA (jednotka merania sily) x 1 cm. 1 J = 10000000 ERG.

Upozornenia

Joule a Newton meter sú prác. V Jouly merajú energiu a pracovať perfektné, keď telo sa pohybuje v priamke. Ak sa telo otáča, aplikuje sa jednotka merača merania Newtona.