瓦數、焦耳、攝氏度、mAh、電阻值、比熱容,它們之間的關系

瓦數、焦耳、攝氏度、mAh、電阻值、比熱容,它們之間的關系

這些有什麼聯系?

本文以悅刻機子為例,做一個計算以及知識點的講述;

講解思路:逐一概念熟悉,再分析其中的計算聯系。

瓦數:電功率的單位

電功率:電流在單位時間內做的功叫做電功率,是用來表示消耗電能的快慢的物理量,單位瓦特。

悅刻使用的麥克韋爾的黑陶霧化芯,宣稱機子6.5W的功率能夠實現其他霧化芯9.5W的效果。

電功率作為表示電流做功快慢的物理量,一個用電器功率的大小數值上等於它在1秒內所消耗的電能;

電功率等於導體兩端電壓與通過導體電流的乘積(P=U·I)。對於純電阻電路,計算電功率還可以用公式P=I^2*R和P=U^2 /R(高中物理知識)。

以悅刻機子電阻1.2R,功率6.5W,根據公式P=I2R,可計算出電流2320ma。

焦耳:熱量的單位

熱量(Joule)的公制單位,簡稱“焦”;

在1N的恒力的方向上發生1m的位移做的功為1J(焦耳,簡稱焦)也就是1J的能量。

以生活中的物體舉例:

(1)一隻雞蛋約重50克,把一隻雞蛋舉起兩米高,雞蛋的勢能就增加1焦耳;

(2)同樣把這隻雞蛋,從靜止加速到6米每秒,雞蛋增加的動能就是1焦耳;

(3)把一瓶550ml的礦泉水,提高0.18米高度,這瓶水的勢能增加約1焦耳;

這裡的概念上有瞭力和距離,可以不用太在意,換一種理解方式是,能量是守恒的,力的熱量和物體的熱量轉換是守恒的。

與功率的單位是:

1焦耳(J)=1瓦特×秒(W·s)

1度(1kw·h)=3.6×10^6焦耳(J)

攝氏度:溫度的單位

攝氏度的含義是指在1標準大氣壓下,純凈的冰水混合物的溫度為0攝氏度,水的沸點為100攝氏度,其間平均分為100等份,每一等份為1攝氏度,記作1℃

溫度(temperature)是表示物體冷熱程度的物理量,微觀上來講是物體分子熱運動的劇烈程度。溫度隻能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量。

溫度與攝氏度大傢都清楚,不做細化分析;

mAh:電池容量的單位

mAh:電池容量的計量單位,實際就是電池中可以釋放為外部使用的電子的總數。折合物理上的標準的單位就是大傢熟悉的庫侖。庫侖的國際標準單位為電流乘以時間的安培秒:

1mAh=0.001安培*3600秒=3.6安培秒=3.6庫侖

mAh並不是標準單位,但是這個單位可以很方便的用於計量和計算,它乘上當前的電壓就是真正的能量。要想獲得鋰離子電池的電量使用的正確情況,隻有用庫侖計(這個展開有點龐大,後期再出文詳細說明電池相關)

以悅刻電池350mah為例,說明實際應用:

350mah滿電時候,表示以350ma的恒定電流放電,可以放電一個小時。

1ae8ff4d026cfbd4d18b9963991fc482電池

電阻值:物理量

電阻(Resistance,通常用“R”表示),是一個物理量,在物理學中表示導體對電流阻礙作用的大小。導體的電阻越大,表示導體對電流的阻礙作用越大。

電阻由導體兩端的電壓U與通過導體的電流I的比值來定義,即R=U/I。

當導體兩端的電壓一定時,電阻愈大,通過的電流就愈小; 反之,電阻愈小,通過的電流就愈大。

以悅刻為例,發熱絲電阻值為1.0-1.2Ω。

比熱容:物理量

比熱容,是熱力學中常用的一個物理量,表示物體吸熱或散熱能力。比熱容越大,物體的吸熱或散熱能力越強。其國際單位制中的單位是焦耳每千克攝氏度J/(kg·℃),即令1KG的物質的溫度上升1攝氏度所需的能量。

為什麼會說到這個,因為後面計算關聯時候要用到這個,如果不是很理解,就理解成這是每一種物質固有的吸熱和散熱能力。以水為例,水的比熱容是4186 J/(kg·℃)。

它們的關系

根據1焦耳(J)=1瓦特×秒(W·s),以水做例子,水的比熱是4180J/(kg.℃),

假設10W,2ml(0.002kg)的水:

10W/(4180*0.002)=1.196℃

也就是10w的霧化器,在1S時間,能夠加熱2ml的水的升溫是1.196℃

想想我們平時的燒水壺,1kw的燒水壺,要燒開1L的水,室溫25-100℃,需要的時間是62.7S;

它們在電子煙中的關系

甘油的比熱容是2.40KJ /(kg·℃);

丙二醇的比熱容是2.48KJ /(kg·℃)。

而電子煙中使用的是煙油,甘油和丙二醇的比例基本達到90%以上,以5:5為例折合比熱容為2.44KJ /(kg·℃),

但是這裡要說一下,電子煙中的加熱是利用陶瓷霧化芯升溫來實現對煙油的加熱,而麥克韋爾的霧化芯主要成分是矽藻土,矽藻土的主要成分是SIO2,SIO2的比熱是0.966KJ/kg·°c,但是關於悅刻使用的霧化芯官方說法的矽藻土具體成分不詳,無法精確其中的比熱,需要測試得出。

91344d127e95ddb2257aed8129d03c68悅刻電子煙參數

以悅刻為例,6.5W的功率,以官方說法0.3秒即可達到220℃,根據公式W(瓦)=J/S(焦耳/秒)來推測其中的比熱,以霧化芯重量為0.1g計算,經計算可得比熱值C:

C=6.5W/[220℃*(1/0.3)S]/0.0001kg =89J/kg·°c

由這個結果可知,與SIO2的比熱966J/kg·°c,差瞭將近10倍,但是如果以純SIO2來計算的話:

6.5W/(966*0.0001)=67.28℃

即每秒升溫67.28℃,似乎好像也不對,所以悅刻使用麥克韋爾的黑陶不是純粹的SIO2,其中添加瞭比熱相對小的材料,具體是什麼就不清楚瞭,這裡列舉比熱容相對小的材料:

  • 鈾:0.12kJ/kg·°c;
  • 鉛/金/鉍/銥/鉑/鎢絲:0.13kJ/kg·°c
  • 汞/鉭:0.14kJ/kg·°c
  • 錫:0.21kJ/kg·°c
  • 鎘/銀:0.23kJ/kg·°c
  • 銅:0.39kJ/kg·°c
  • 鉻:0.45kJ/kg·°c
  • 鎳:0.54kJ/(kg·c)

另外關於350mah的問題,這個是電池容量,類比魚池的總蓄水量,那麼1.2歐和悅刻說的6.5W,就是出水口,要把整個魚池的水放完,需要多少時間的就類似一個應用題目,當然這個題目是需要知道裡面的關系的:

已知功率6.5W,電阻1.2歐,根據P=I2R,可計算出電流是2.32A,350mah的意思是以350ma可以放電一個小時,但是我們現在是2320ma,明顯不夠一個小時,那具體時間是多少?

換算成秒計算,可得出時間是350/2320*3600=543s,假設一次抽煙3S,那麼就可以181次;

也就是一次滿電可以抽181次,3S一次;

悅刻電子煙口數

悅刻官網數據是250-300,這個就因人而異瞭,畢竟每個人的抽煙習慣以及抽吸時間都不是3S,

以上,僅個人觀點,理論計算基於個人認知難免出錯,如有錯誤地方,還望大傢指出。

另外,文章部分內容來源於網絡或朋友圈,無法核實真實出處,如涉及侵權,請聯系今日電子煙更正或刪除。

【文章部分數據來源】

百度文庫:常見金屬比熱容:

常見金屬比熱容 - 圖文 - 百度文庫

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