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.

Прв Џулов закон или Џул-Ленцов закон

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:

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

кајшто

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

Врска со Омовиот закон

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

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

$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:

$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:

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

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

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

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

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

Втор Џулов закон

Вториот Џулов закон гласи дека:

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