191 - Φαινόμενο Joule
Click here to load reader
Transcript of 191 - Φαινόμενο Joule
![Page 1: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/1.jpg)
Γουρζής Στάθης – Φυσικός ΥΣΕΦΕ 2014 - 2015 Εργαστήρια Φυσικών Επιστημών Νυδριού Λευκάδος
191 - Φαινόμενο Joule
![Page 2: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/2.jpg)
Θα δοκιμάσουμε σε αυτό πείραμα, να παρατηρήσουμε και να καταγράψουμε,
την θερμότητα που εκλύεται από μια αντίσταση R = 10 Ω, όταν αυτή συνδεθεί σε ένα ωμικό κύκλωμα.
Θα χρησιμοποιήσουμε το Multilog με τον αισθητήρα της θερμοκρασίας,
και θα προβάλουμε την γραφική παράσταση των μετρήσεων, στην οθόνη του υπολογιστή και τον πίνακα του εργαστηρίου.
![Page 3: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/3.jpg)
Παίρνουμε, πρώτα, μια αντίσταση R = 10 Ω, …
![Page 4: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/4.jpg)
… ( μετρώντας την τιμή της, με ένα πολύμετρο - ωμόμετρο του εργαστηρίου ).
Ωμόμετρο
![Page 5: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/5.jpg)
Θα χρειαστούμε μια πηγή συνεχούς ρεύματος και ένα αμπερόμετρο, …
Αμπερόμετρο
![Page 6: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/6.jpg)
… έναν υδροβολέα και ένα μικρό ποτήρι ζέσης, …
![Page 7: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/7.jpg)
… μια ζυγαριά ακριβείας του εργαστηρίου, ...
![Page 8: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/8.jpg)
… και τον μαγνητικό αναδευτήρα του εργαστηρίου, που θα χρησιμοποιηθεί σαν πηγή θέρμανσης,( και ανάδευσης ).
![Page 9: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/9.jpg)
Θα χρησιμοποιήσουμε, ακόμα, το Multilog, και τον αισθητήρα της θερμοκρασίας, ….
![Page 10: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/10.jpg)
… μεταλλικές βάσεις στήριξης, μικρές ράβδους, λαβίδα και μερικούς συνδέσμους, για να στηρίξουμε τα καλώδια που θα συνδεθούν με την αντίσταση και το κινητό τηλέφωνο για τις φωτογραφίες και το video του πειράματος.
![Page 11: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/11.jpg)
Ο υπολογιστής του εργαστηρίου θα χρησιμοποιηθεί ...
![Page 12: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/12.jpg)
… μαζί με το βιντεοπροβολέα, για την κατασκευή και την προβολή
των γραφικών παραστάσεων στην οθόνη και τον πίνακα του εργαστηρίου.
![Page 13: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/13.jpg)
Ξεκινάμε το πείραμά μας, κατασκευάζοντας την πειραματική μας διάταξη, συνδέοντας, πρώτα, στην παροχή τάσης του εργαστηρίου, την πηγή του συνεχούς ρεύματος.
![Page 14: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/14.jpg)
Ύστερα συνδέουμε, σε σειρά με την πηγή, το αμπερόμετρο, ώστε να ελέγχουμε την ροή του ρεύματος ...
![Page 15: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/15.jpg)
… και τοποθετούμε τον μαγνητικό αναδευτήρα, κοντά στην υπόλοιπη πειραματική διάταξη.
![Page 16: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/16.jpg)
Βάζουμε και το Multilog με τον αισθητήρα της θερμοκρασίας, κοντά με τα υπόλοιπα όργανα, …
![Page 17: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/17.jpg)
… συναρμολογούμε την πρώτη μεταλλική βάση στήριξης, για την στερέωση των καλωδίων ...
![Page 18: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/18.jpg)
… και την τοποθετούμε δίπλα στον μαγνητικό αναδευτήρα.
![Page 19: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/19.jpg)
Παίρνουμε, ύστερα, την ζυγαριά ακριβείας, για να μετρήσουμε την μάζα του νερού που θα χρησιμοποιήσουμε στο πείραμα. Η τιμή της μάζας θα μας χρειαστεί, στην περίπτωση που θέλουμε να υπολογίσουμε την εκλυόμενη θερμότητα,
( κατά προσέγγιση, λαμβάνοντας υπ’ όψη τις απώλειες στο περιβάλλον ), από τον τύπο Q = m . c . Δθ.
![Page 20: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/20.jpg)
Τοποθετούμε την ζυγαριά σε κοντινή απόσταση από την πειραματική διάταξη, μη τυχόν και χρειαστεί να ζυγίσουμε κάποια μάζα νερού στη διάρκεια του πειράματος, και την ανοίγουμε.
![Page 21: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/21.jpg)
Γεμίζουμε το ποτήρι ζέσης με τον υδροβολέα …
![Page 22: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/22.jpg)
… και μετράμε κοντά στα 50 ml νερό.
![Page 23: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/23.jpg)
Ζυγίζουμε την ποσότητα, και προσθέτοντας ή αφαιρώντας, πλησιάζουμε τα 50 γραμμάρια μάζας νερού.
![Page 24: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/24.jpg)
Τοποθετούμε το μικρό ποτήρι ζέσης πάνω στον μαγνητικό αναδευτήρα και προσθέτουμε και ένα μικρό μαγνήτη ανάδευσης .
![Page 25: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/25.jpg)
Συνδέουμε, τώρα στο αμπερόμετρο την αντίσταση που θα χρησιμοποιήσουμε …
![Page 26: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/26.jpg)
… και με ένα άλλο καλώδιο, στην άλλη της άκρη ...
![Page 27: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/27.jpg)
… κλείνουμε το κύκλωμα με την πηγή του ρεύματος.
![Page 28: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/28.jpg)
Παίρνουμε την αντίσταση, την βάζουμε μέσα στο ποτήρι ζέσης και την βυθίζουμε στο νερό.
![Page 29: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/29.jpg)
Αυτή είναι η πειραματική μας διάταξη, πριν ξεκινήσουμε τις μετρήσεις της θερμοκρασίας.
![Page 30: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/30.jpg)
Ανοίγουμε το Multilog …
![Page 31: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/31.jpg)
… και συνδέουμε τον αισθητήρα της θερμοκρασίας.
![Page 32: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/32.jpg)
Στη συνέχεια στερεώνουμε τον αισθητήρα στο ποτήρι ζέσης, χρησιμοποιώντας μια ξύλινη λαβίδα …
![Page 33: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/33.jpg)
… και ξεκινάμε μια « ελαφριά » ανάδευση, ώστε να διοχετεύουμε την εκλυόμενη από την αντίσταση θερμότητα,
σε όλη την μάζα του νερού.
![Page 34: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/34.jpg)
Συναρμολογούμε, τώρα, την δεύτερη μεταλλική βάση στήριξης, για την στερέωση του κινητού τηλεφώνου ...
![Page 35: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/35.jpg)
… και την τοποθετούμε σε θέση ώστε να μπορεί να « βλέπει » το ποτήρι ζέσης και την θερμαινόμενη αντίσταση.
![Page 36: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/36.jpg)
Ξεκινάμε το πρόγραμμα DB-Lab …
![Page 37: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/37.jpg)
… που συνδέει το Multilog με το computer.
![Page 38: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/38.jpg)
Από το μενού « Καταγραφέας », επιλέγουμε « Πίνακας Ελέγχου » …
![Page 39: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/39.jpg)
… και στην κάρτα που παρουσιάζεται, διαλέγουμε για την επιλογή « Ρυθμός » τα « 50 / sec », … ενώ για την επιλογή « Σημεία » βάζουμε « 20000 ».
. , …
![Page 40: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/40.jpg)
Ξεκινάμε την λήψη των δεδομένων, τις μετρήσεις της θερμοκρασίας …
![Page 41: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/41.jpg)
… και μεγαλώνουμε το παράθυρο της απεικόνισης της γραφικής παράστασης ...
![Page 42: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/42.jpg)
… ώστε να έχουμε καλύτερη και μεγαλύτερη άποψη των αποτελεσμάτων.
![Page 43: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/43.jpg)
Σταματάμε, κατόπιν, την διαδικασία των δοκιμαστικών μετρήσεων και της διαμόρφωσης της απεικόνισης των αποτελεσμάτων.
![Page 44: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/44.jpg)
Ανοίγουμε το αμπερόμετρο …
![Page 45: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/45.jpg)
… και την πηγή του συνεχούς ρεύματος.
![Page 46: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/46.jpg)
Ρυθμίζουμε την τάση της πηγής, ώστε να έχουμε « αρκετό» ρεύμα στο κύκλωμα …
![Page 47: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/47.jpg)
… και ξεκινάμε να παίρνουμε μετρήσεις θερμοκρασίας με το Multilog.
![Page 48: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/48.jpg)
Η αντίσταση εκλύει μεγάλο ποσό θερμότητας, γι’ αυτό και η θερμοκρασία του νερού ανεβαίνει πολύ γρήγορα …
![Page 49: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/49.jpg)
… και συνεχίζει να ανεβαίνει γρήγορα …
![Page 50: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/50.jpg)
… σε όλη τη διάρκεια του πειράματος …
![Page 51: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/51.jpg)
… δίνοντάς μας μια καλή γραφική παράσταση …
![Page 52: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/52.jpg)
… της γρήγορης αύξησης της θερμοκρασίας …
![Page 53: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/53.jpg)
… στην μάζα του αναδευόμενου νερού.
![Page 54: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/54.jpg)
Η γραφική παράσταση των δεδομένων …
![Page 55: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/55.jpg)
… μας υποδεικνύει ότι και η εκλυόμενη θερμότητα …
![Page 56: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/56.jpg)
… είναι μέγεθος ανάλογο με την θερμοκρασία, αν μπορούσαμε να την παραστήσουμε ταυτόχρονα με όμοιο τρόπο.
![Page 57: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/57.jpg)
Παρατηρούμε την αλλαγή στο χρώμα του νερού, το πιθανότερο λόγω της διάλυσης μέρους από το υλικό της αντίστασης …
![Page 58: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/58.jpg)
… πράγμα που φαίνεται εδώ, από την πάνω πλευρά του ποτηριού ζέσης.
![Page 59: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/59.jpg)
Εδώ το πείραμά μας βρίσκεται σε πλήρη εξέλιξη …
![Page 60: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/60.jpg)
… με την τιμή του ρεύματος να κυμαίνεται γύρω από τα 2 Αμπέρ.
![Page 61: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/61.jpg)
Σταματάμε τις μετρήσεις με το Multilog ...
![Page 62: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/62.jpg)
… και κλείνουμε τον μαγνητικό αναδευτήρα, το αμπερόμετρο και την πηγή του συνεχούς ρεύματος.
![Page 63: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/63.jpg)
Η γραφική παράσταση της θερμοκρασίας, στην οθόνη του computer ….
![Page 64: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/64.jpg)
… και η προβολή της στον πίνακα του εργαστηρίου.
![Page 65: 191 - Φαινόμενο Joule](https://reader037.fdocuments.net/reader037/viewer/2022100300/55aa5b6b1a28ab9a138b45b8/html5/thumbnails/65.jpg)
… τέλος πειράματος.