S Joulem sem a tam - mechanický ekvivalent práce

Instituce: Vysoké učení technické v Brně
Fakulta/ústav: Fakulta strojního inženýrství
Další údaje o pracovišti: Ústav fyzikálního inženýrství
Lektoři: doc. Ing. Stanislav Průša, Ph.D.
Studenti: Richard Opavský - Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Břeclav, příspěvková organizace

Popis:

James Prescott Joule v polovině 1í. století navrhl a sestavil zvláštní přístroj, jehož cílem bylo experimentálně prozkoumat souvislost tepla a mechanické práce. Obě veličiny dnes vyjadřujeme v jednotkách pojmenovaných po tomto vědci a většinou si vůbec neklademe otázku, zda je to v pořádku, otázku, kterou chtěl experimentálně prozkoumat James Joule.

Cílem práce bude navrhnout a sestrojit experimentální aparaturu, která by byla moderní variantou Joulovy aparatury, ověřit jeho závěry a prezentovat výsledky vrstevníkům. Aparatura by potom mohla sloužit studentům pro demonstraci mechanického ekvivalentu práce.

Vzhledem k poměrně velké měrné tepelné kapacitě kapalin půjde o nelehký úkol, který bude vyžadovat minimalizování parazitních jevů jako je tření nebo úniky tepla. Rovněž měření přírůstku teploty kapalné lázně bude klást velké nároky na přesnost.

Student bude muset zvládnout fyzikální návrh experimentální sestavy a její realizaci. V závěrečné fázi se pokusí demonstrovat mechanický ekvivalent práce.

Řešení projektu tedy vyžaduje především experimentální zručnost a znalost fyzikálních zákonů z oblasti kalorimetrie a zachování mechanické energie.

Projekt bude řešen v laboratořích Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně (Technická 2). Frekvence a načasování návštěv v laboratořích budou stanoveny operativně dle dohody a aktuálních možností obou zúčastněných stran.