ผลของจูล
ปรากฏการณ์จูลและกฎของจูลคือปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์หลายอย่างที่ค้นพบหรืออธิบายโดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษเจมส์ เพรสคอตต์ จูลปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์เหล่านี้ไม่เหมือนกันทั้งหมด แต่โดยทั่วไปมักถูกกล่าวถึงในเอกสารทางวิชาการว่าเป็น "ปรากฏการณ์จูล" หรือ "กฎของจูล" ปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์เหล่านี้ได้แก่:
- " กฎข้อแรกของจูล " (ความร้อนที่เกิดจากปรากฏการณ์จูล) เป็นกฎทางฟิสิกส์ที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างความร้อนที่เกิดขึ้นกับกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวนำ
- กฎข้อที่สองของจูลกล่าวว่าพลังงานภายในของก๊าซอุดมคติไม่ขึ้นอยู่กับปริมาตรและความดัน แต่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเท่านั้น
- แมกนีโตสตริกชันคือคุณสมบัติของ วัสดุ เฟอร์โรแมกเนติกที่ทำให้วัสดุเหล่านั้นเปลี่ยนรูปร่างเมื่อสัมผัสกับสนามแม่เหล็ก
- ปรากฏการณ์จูล (ระหว่างการขยายตัวแบบจูล ) คือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของแก๊ส (โดยปกติจะเย็นลง) เมื่อแก๊สนั้นได้รับอนุญาตให้ขยายตัวอย่างอิสระ
- ปรากฏการณ์ จูล-ทอมสันคือ การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของก๊าซเมื่อถูกบังคับให้ไหลผ่านวาล์วหรือปลั๊กที่มีรูพรุนโดยยังคงรักษาฉนวนไว้เพื่อไม่ให้เกิดการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสิ่งแวดล้อม
- ปรากฏการณ์ กอฟ-จูลหรือปรากฏการณ์โกว์-จูล คือแนวโน้มที่วัสดุอีลาสโตเมอร์จะหดตัวหากได้รับความร้อนในขณะที่อยู่ภายใต้แรงดึง
กฎข้อแรกของจูล
ระหว่างปี พ.ศ. 2383 ถึง พ.ศ. 2386 จูลได้ศึกษาความร้อนที่เกิดจากกระแสไฟฟ้า อย่างละเอียด จากการศึกษานี้ เขาได้พัฒนากฎการให้ความร้อนของจูลซึ่งกฎข้อแรกมักเรียกกันว่าปรากฏการณ์จูลกฎข้อแรกของจูลแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความร้อนที่เกิดขึ้นในตัวนำกับการไหลของกระแสไฟฟ้า ความต้านทาน และเวลา[ 1 ]
แมกนีโตสตริกชัน
ปรากฏการณ์แมกนีโตสตริกชันอธิบายถึงคุณสมบัติของวัสดุเฟอร์โรแมกเนติกซึ่งทำให้วัสดุเหล่านั้นเปลี่ยนรูปร่างเมื่ออยู่ภายใต้สนามแม่เหล็ก จูลรายงานการสังเกตการเปลี่ยนแปลงความยาวของแท่งเฟอร์โรแมกเนติกเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2385 [ 2 ]
การขยายตัวของจูล
ในปี พ.ศ. 2388 จูลได้ศึกษาการขยายตัวอย่างอิสระของแก๊สในปริมาตรที่ใหญ่ขึ้น ซึ่งต่อมากลายเป็นที่รู้จักในชื่อการขยายตัวของจูล[ 3 ] การทำให้แก๊สเย็นลงโดยการปล่อยให้มันขยายตัวอย่างอิสระบางครั้งก็เรียกว่าปรากฏการณ์จูล[ 4 ]
ปรากฏการณ์กอฟ-จูล
หากแถบยางยืดถูกยืดออกก่อนแล้วจึงนำไปให้ความร้อน มันจะหดตัวแทนที่จะขยายตัว ปรากฏการณ์นี้ถูกสังเกตครั้งแรกโดยJohn Goughในปี 1802 และได้รับการศึกษาเพิ่มเติมโดย Joule ในช่วงปี 1850 ซึ่งต่อมาเป็นที่รู้จักกันในชื่อปรากฏการณ์Gough–Joule [ 5 ] [ 6 ]ตัวอย่างในเอกสาร:
- นิตยสาร Popular Science ฉบับเดือนมกราคม พ.ศ. 2515: "ยางที่ยืดออกจะหด ตัว เมื่อได้รับความร้อน เมื่อทำเช่นนั้นจะทำให้แรงดึงเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด คุณสมบัติอันน่าประหลาดใจของยางนี้ได้รับการสังเกตครั้งแรกโดย James Prescott Joule เมื่อประมาณร้อยปีก่อน และเป็นที่รู้จักกันในชื่อปรากฏการณ์ Joule " [ 7 ]
- ยางในฐานะวัสดุทางวิศวกรรม (หนังสือ) โดย Khairi Nagdi: " ผลของจูลเป็นปรากฏการณ์ที่มีความสำคัญในทางปฏิบัติที่นักออกแบบเครื่องจักรต้องพิจารณา วิธีที่ง่ายที่สุดในการสาธิตผลกระทบนี้คือการแขวนน้ำหนักไว้บนแถบยางให้ยืดออกอย่างน้อย 50% เมื่อหลอดไฟอินฟราเรดทำให้แถบยางที่ยืดออกร้อนขึ้น มันจะไม่ยืดออกเนื่องจากการขยายตัวทางความร้อนอย่างที่คาดไว้ แต่จะหดตัวและยกน้ำหนักขึ้น" [ 8 ]