250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 89)

Định luật Joule về sự tỏa nhiệt do dòng điện

1840

James Prescott Joule (1818-1889)


 

Các bác sĩ phẫu thuật thường ăn nhờ Định luật Joule về sự tỏa nhiệt do dòng điện (mang tên nhà vật lí Anh James Joule), định luật nói rằng nhiệt lượng H sinh ra bởi một dòng điện không đổi trong một vật dẫn có thể được tính bằng công thức H = K·R·I2·t. Ở đây, R là điện trở của vật dẫn, I là cường độ dòng điện không đổi chạy qua vật dẫn, và t là thời gian dòng điện đi qua.

Khi các electron đi qua một vật dẫn có điện trở R nào đó, năng lượng điện động bị mất của các electron được truyền sang vật dẫn dưới dạng nhiệt. Lời giải thích cổ điển cho sự tỏa nhiệt này viện dẫn mạng lưới nguyên tử bên trong vật dẫn. Va chạm của các electron với mạng làm cho biên độ dao động nhiệt của mạng tăng lên, do đó làm tăng nhiệt độ của vật dẫn. Quá trình này được gọi là sự tỏa nhiệt Joule.

Định luật Joule và sự tỏa nhiệt Joule có vai trò trong các kĩ thuật điện phẫu hiện đại trong đó nhiệt tỏa ra tại đầu dò điện được xác định bằng Định luật Joule. Ở những dụng cụ như vậy, dòng điện chạy từ một “điện cực chủ động” qua mô sinh vật đến một điện cực trung hòa. Điện trở của mô được xác định bởi điện trở của diện tích tiếp xúc với điện cực chủ động (ví dụ như máu, cơ, hay mô chất béo) và điện trở ở đường dẫn toàn phần giữa điện cực chủ động và điện cực trung hòa. Trong điện phẫu, khoảng thời gian (t trong Định luật Joule) thường được kiểm soát bằng một công tắc tay hoặc một bàn đạp chân. Hình dạng chính xác của điện cực chủ động có thể dùng để tập trung nhiệt sao cho có thể dùng nó để cắt (ví dụ, với điện cực điểm nhọn), hoặc làm đông nhờ nhiệt khuếch tán tỏa ra bởi một điện cực có diện tích bề mặt lớn.

Ngày nay, Joule còn được nhớ tới vì đã giúp thiết lập rằng cơ năng, điện năng và nhiệt năng đều liên quan nhau và có thể biến đổi cho nhau. Bởi thế, ông đã cung cấp các xác nhận thực nghiệm cho nhiều thành phần của định luật Bảo toàn Năng lượng, còn gọi là Định luật thứ nhất của Nhiệt động lực học.

James Joule

Ảnh James Joule.

XEM THÊM. Bảo toàn Năng lượng (1834), Định luật Fourier về dẫn nhiệt (1822), Định luật Ohm về dòng điện (1827), Bóng đèn nóng sáng (1878).

Định luật Joule và sự tỏa nhiệt

Định luật Joule và sự tỏa nhiệt Joule có vai trò trong các cuộn đun nước nhận chìm hiện đại, trong đó nhiệt tỏa ra được xác định theo định luật Joule.

250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí
Clifford A. Pickover
Bản dịch của TVVL
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 92)
05/07/2020
Hiệu ứng Doppler 1842 Christian Andreas Doppler (1803–1853), Christophorus Henricus Diedericus Buys Ballot (1817–1890) “Khi viên sĩ quan cảnh
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 91)
05/07/2020
Quang học sợi 1841 Jean-Daniel Colladon (1802–1893), Charles Kuen Kao (sinh 1933), George Alfred Hockham (sinh 1938)   Khoa học về sợi
Thời gian có thật sự trôi không?
28/06/2020
Các định luật vật lí hàm ý rằng sự trôi qua của thời gian là một ảo giác. Để né tránh kết luận này, chúng ta phải suy
Chuyện kể của một hạt muon
19/06/2020
Khám phá muon từng khiến các nhà vật lí bối rối. Ngày nay, các thí nghiệm quốc tế sử dụng hạt vốn từng khó hiểu này để
Vì sao lực hấp dẫn khác với những lực còn lại?
17/06/2020
Chúng tôi hỏi bốn nhà vật lí tại sao lực hấp dẫn lạc lõng trong số các lực của tự nhiên. Và chúng tôi nhận được bốn
Cấp độ trong vật lí học
13/06/2020
Không giống triết học, logic học, hay toán học thuần túy, vật lí là một khoa học vừa mang tính kinh nghiệm vừa mang tính định
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần cuối)
13/06/2020
TRIẾT HỌC VÀ KHOA HỌC THẦN KINH Cuộc tranh luận giữa Nguyên lý Copernican và Nguyên lý Nhân loại cũng tạo ra tiếng vang trong khoa
Các nghịch lí Zeno
09/06/2020
ACHILLES VÀ CON RÙA “Mọi chuyển động đều là ảo giác.” Xếp thứ nhất trong chín nghịch lí của chúng ta có từ hai thiên

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com