Федеральное агентство по образованию

Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Московский государственный технологический

университет "Станкин"

Егорьевский технологический институт

Определение теплофизических характеристик сыпучих материалов

Методические указания

к выполнению лабораторной работы

ЕТИ.Ф. 04

Егорьевск 2007

Составитель ст. преподаватель Никифоров В.Ю.

Рецензент к.ф-м.н. Бурмистров А.В.

В методических указаниях даны основные определения молекулярной физики и термодинамики, рассмотрены: понятия теплообмена, количества теплоты, виды теплообмена: теплопроводность, конвекция, излучение; закон Фурье, ппределение теплофизических характеристик (плотности, коэффициента температуропроводности, коэффициента теплопроводности) сыпучих материалов.

Методические указания предназначены для студентов 2 курса, обучающихся по Специальностям: 151001 «Технология машиностроения», 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств (машиностроение)», 280202 «Инженерная защита окружающей среды» по дисциплине "Физика" при изучении раздела «Молекулярная физика и термодинамика».

Методические указания обсуждены на заседании кафедры естественно-научных дисциплин.

Протокол № от

Заведующий кафедрой А.П. Нилов

Программа согласована с выпускающей кафедрой технологии, оборудования и автоматизации машиностроительных производств

Заведующий кафедрой _______________ О.Г. Драгина

Программа согласована с выпускающей кафедрой технологий автоматизированного производства

Заведующий кафедрой _______________ Е.А. Копейкин

Программа согласована с выпускающей кафедрой экологии технологических процессов

Заведующий кафедрой _______________ В.Д. Гладун

Методические указания рассмотрены и одобрены методическим советом института

Протокол № от

Председатель совета А.Д.Семенов

Определение теплофизических характеристик сыпучих материалов

1. Цель работы: изучение явлений теплопроводности и определение теплофизических характеристик сыпучих материалов (коэффициента температуропроводности, коэффициента теплопроводности).

2. Оборудование и материалы: Ящик с исследуемым материалом, Термометр -2 шт., Зонд - 2 шт., электроплитка, секундомер

3. Содержание работы

   0. Изучить теоретический материал

   1. Подготовить конспект лабораторной работы

   2. Подготовить конспект лабораторной работы

   3. Ответить на контрольные вопросы

   4. Определить коэффициент температуропроводности и теплопроводности песка и волластонита

   5. Оформить отчет по работе

4. Теоретические сведения к работе

4.1 Теплообмен. Количество теплоты

Внутренняя энергия тел может изменяться и без совершения механической работы. Вынув из кипящей воды металлический цилиндр, опустим его в стакан с водой. Измерив первоначальную и конечную температуру воды, мы убеждаемся, что ее внутренняя энергия увеличилась, так как температура воды в стакане стала выше. В этом опыте внутренняя энергия передается от цилиндра воде без совершения механической работы.

Передача внутренней энергии от одного тела к другому без совершения механической работы называется теплообменом. Пусть первоначальная внутренняя энергия воды равна U₁. В результате теплообмена внутренняя энергия увеличилась и стала равной U₂, т. е. изменилась на величину ΔU=U₂ — U₁.

Количество внутренней энергии, передаваемое от одного тела к другому в процессе теплообмена, называется количеством теплоты. Количество теплоты обозначается буквой Q. Следовательно, Q= ΔU.

Как известно из механики, количество механической энергии, которое передается от одного тела к другому в процессе их механического взаимодействия, измеряется работой. Количество внутренней энергии, передаваемой от одного тела к другому, измеряется количеством теплоты.

Если две системы, находящиеся при разных температурах, привести в тепловой контакт, то между ними происходит передача тепловой энергии, пока не установится тепловое равновесие и температуры не станут одинаковыми. Энергия, переносимая от одной системы к другой только за счет разницы в температурах этих систем, называется количеством теплоты.

Принятое обозначение для количества теплоты: Q, [Q] = Дж.

Количество теплоты — это не запас внутренней энергии, а та её часть, которую передаёт или получает тело в процессе теплообмена.