Џулови закони

Џулови закони се два независни закони од кои едниот се однесува на топлината што се создава од електричната струја, а другиот на зависноста на енергијата на идеален гас од притисокот, волуменот и температурата. Именувани се според Џејмс Прескот Џул, англиски физичар и пивар.

Првиот Џулов закон, откриен во 1840., а независно и од Хајнрих Ленц во 1842. е физички закон кој ја изразува врската помеѓу топлината создадена од електричната струја која тече низ проводник. Ефектот на загревањето на проводниците кога низ нив тече струја е познат како „Џулова топлина“. Законот гласи:

Количеството топлина што се ослободува од проводник низ кој тече константна електрична струја е еднакво на производот од квадратот од јачината на струјата, електричниот отпор на проводникот и времето за кое тече струјата.

Математички, ова се изразува со формулата:

${\displaystyle Q=I^{2}\cdot R\cdot t}$

кајшто

Q е количеството топлина, а I, R и t се струјата, отпорот и времето, респективно.

Првиот Џулов закон е тесно поврзан со Омовиот закон. Во продолжение се неколку равенки кои го демонстрираат тоа:

${\displaystyle U=I\cdot R}$ или ${\displaystyle I={\dfrac {V}{R}}\ }$ е Омовиот закон

${\displaystyle P=U\cdot I\ }$ каде што P е енергијата што се дисипира (ослободува) на отпорникот (или проводникот)

Со комбинација на претходните две равенки и замена на U со I и R:

${\displaystyle P=I^{2}\cdot R\ }$ е енергијата што се ослободува на отпорникот.

Конечно, количеството на топлина е еднакво на енергијата што се троши на отпорникот помножена со времето за кое се одвива процесот:

${\displaystyle {\dfrac {Q}{t}}=I^{2}\cdot R}$

со што се добива истата равенка како и за Џуловиот закон:

${\displaystyle Q=I^{2}\cdot R\cdot t}$

Џуловиот закон може да се нотира и според напонот на отпорникот:

${\displaystyle Q={\dfrac {V^{2}}{R}}\cdot t}$

Вториот Џулов закон гласи дека:

Внатрешната енергија на идеален гас е независна од волуменот и притисокот, туку зависи само од неговата температура.