معادل مکانیکی گرما.

اصل تبدیل انرژی می گوید که اگر مقدار مشخصی از کار به طور کامل به گرما تبدیل شود، گرمای تولید شده باید برابر با مقدارکار اعمالی باشد. با توجه به اینکه واحد کار، ژول و واحد انرژی گرمایی بر حسب کالری اندازه گیری می شود، یک رابطه مناسب برای تبدیل این دو حالت از انرژی نیاز می باشد. این رابطه به عنوان معادل مکانیکی گرما شناخته می شود.

به وسیله دستگاه معادل مکانیکی گرما می توان با دقت بالایی معادل مکانیکی گرما را اندازه گیری کرد. با استفاده از یک موتور الکتریکی با قابلیت کنترل سرعت، استوانه برنجی که دور آن نوار به منظور تولید گرما پیچیده شده است به گردش در می آید. استوانه برنجی یک کالریمتر شامل آب می باشد. گرمای تولید شده توسط اصطکاک نوار بر روی استوانه برنجی باعث تولید گرما می شود. به وسیله یک دماسنج، دمای آب داخل آن اندازه گیری می شود. همچنین یک دور سنج به منظور ثبت تعداد دور استوانه استفاده شده است. با استفاده از وزنه های متصل شده به یک طرف طنابی که به دور استوانه پیچیده شده است می توان کار مکانیکی را محاسبه کرد.

اهداف آموزشی

• محاسبه رابطه میان انرژی مکانیکی و انرژی گرمایی

اجزای اصلی دستگاه

• کالریمتر استوانه برنجی
• موتور الکتریکی
• طناب
• دورسنج
• نیروسنج