2. Схема экспериментальной установки

Экспериментальная установка состоит из трех калориметров, водяного

термостата с воздушной камерой и системы измерительных приборов(рис. 2).

Калориметром называют металлическую оболочку с исследуемымматериалом и термопарами для измерения температуры (рис. 3). В настоящейработе применяются калориметры цилиндрической формы. Калориметры №1и 2 заполняются исследуемым материалом. Калориметр №1 (большихразмеров) используется для определения температуропроводности.

Калориметр №3 (эталонный) выполнен из меди (свойства ее считаютсяизвестными) и служит для определения коэффициента теплоотдачи. Форма и

размеры калориметров №2 и 3 одинаковы. Поэтому коэффициент теплоотдачи, найденный с помощью калориметра №3, будет совпадать с коэффициентом теплоотдачи калориметра №2, в котором находится исследуемый материал, если опыты проводятся в одинаковых условиях. Эти опыты проводятсяв воздушной камере термостата (Bi< 0,1), куда помещаются одновременнокалориметры №2 и 3.

Граничное условие Bi→∞ (практически Bi>100) осуществляется вводяной камере термостата, где вода интенсивно перемешивается мешалкой.Необходимая температура в опытах обеспечивается электрическимнагревателем термостата и поддерживается на постоянном уровне с помощью контактного термометра и блока автоматики. Опыты в термостате проводятсяпри нагревании калориметров.

Рис. 2. Схема установки: 1 – переключатель пределов; 2 – сигнальная лампа«Установкавключена»; 3 – кнопка «Сеть»; 4 – ручки «Установка нуля»; 5 –узкопрофильные милиамперметры; 6 – блок усилителей; 7 – корпустермостата с изоляцией; 8 – мешалка; 9 –воздушная камера; 10 – калориметр№3; 11 – калориметр №2; 12 – спаи термопар; 13 – калориметр №1; 14 – нагреватель; 15 – электродвигатель мешалки и насоса

Рис. 3. Устройство калориметров: 1– исследуемый материал;2 – тонкостенная металлическая оболочка; 3 – спаи термопар

В каждом калориметре в среднем сечении установлены две термопары.

Одна из них помещается на оси, другая – в точке с координатой r = 0,707R .Все термопары выполнены по дифференциальной схеме. Горячие спаи термопар находятся в термостате. Измерительная цепь каждой термопары содержит усилитель и узкопрофильный миллиамперметр. Коэффициент усиления может дискретно изменяться с помощью переключателя, что позволяетустановить шкалу приборов на начальную разность между температурамитермостата и калориметров, равную 25, 15 или 10 °С. В крайней левой позиции переключателя проводится установка нулевых значений усилителей.

3. Порядок проведения эксперимента

1. Включить в работу термостат.

2. Предварительно на контактном термометре установить необходимуютемпературу опыта (например, 40 °С).

3. Включить электрический нагреватель и мешалку термостата.

4. Переключателем установить такой коэффициент усиления, которыйобеспечивает выбранное значение разности между температурами термостата и калориметров. Этой разности температур должно соответствовать положение световых указателей в конце шкал миллиамперметров. Установившееся во времени положение световых указателей приборов показывает, чтотемпература термостата достигла необходимого значения и установка готовак проведению опытов.

5. Поместить калориметры в термостат (калориметры № 2 и 3 в воздушную камеру, а №1 в водяную камеру) и с интервалом в 1–2 мин провестизапись в протокол перепадов температуры по показаниям миллиамперметров. По мере нагревания калориметров эти перепады будут уменьшаться, апри выравнивании температур калориметров и термостата они обращаются внуль. Запись перепадов температуры достаточно вести в течение 15–20 мин.

Если требуется провести опыты при других температурах, следуетизменить, соответственно, настройку контактного термометра и повторитьопыт в описанном порядке.