Задание по подготовке к работе

1. Ознакомится с теорией теплового излучения и методикой экспери- ментального исследования зависимости мощности излучения от температуры нагретого тела.

2. Построить график зависимости мощности Джоуля–ЛенцаP, которая необходима для нагрева пластины до произвольнойтемпературы

T[300;1000]К.Длярасчета

^P^T

использовать функцию

PP_теплP_т.и_TT_0RTST⁴,

в которойT₀

• температура окружающей среды,R_T

• тепловоесопротивле-

ние соединительных проводов. Расчеты провести при следующих значениях

параметров:T₀300 К,

R_T0.35 Вт К,

S0.25см^2,0.92^.

3. Оценить граничное значение температурыпластины

T_гр, при кото-

рой потеря тепловой энергии за счет теплопроводности составляет

P_тепл0.01P_т.и.ПолученныйрезультатT_гр

отметить на графике

^P^T^.

Указания к выполнению работы

1. Вращением рукоятки потенциометра R_i

установить силу тока

I2А

в пластине. Установить диапазон измерения температуры 1400 °С и

соответствующий ему желтый светофильтр. Включить накал нити с помо- щью кнопки К, которая в процессе измерений должна находится в замкнутом положении. Регулируя силу тока в нити, добиться исчезновения видимого ее изображения на фоне светящейся поверхности пластины. Результатыизмере-

ний температурыt_н(С), силы тока в пластине^Iи напряжения^Uна нейза-

писать в табл. 10.1.

2. Повторить цикл измерений (см. п. 1) при других значениях (от 2.5до

5.5 A с шагом 0.5 А) силы токаIв пластине. При превышении температуры 1400С диапазон измерения переключить на 2000С и установить красный

светофильтр. Результаты совместных измерений физических величин

I,U, а также цвет светофильтра записать в таблицу.

t_н,

Таблица 10.1

Зависимость мощности излучения от температуры

I, А	U, В	P, Вт	Температура нити		Температура пластиныT, К
			tн,С	Tн, К

3. Измерение температуры по п. 2 произвести два раза в режиме увели- чения и два раза в режиме уменьшения силы тока в нити. Результатыизмере-

ний температуры в таблицу.

t_н, силы тока в пластинеIи напряженияUна ней записать

Указания для обработки результатов

1. Используя соотношение (10.10) и измеренное значениетемпературы

нити

^Tнi

определить температуруT_i

пластины. Полученные результаты за-

писать в табл. 10.1.

2. Определить мощности теплового излученияпластины

P_iI_iU_i, ко-

торые были зафиксированы в эксперименте. Полученные результаты

писать в таблицу.

P_iза-

3. Ввести безразмерные величиныT_iT_i

^{1 К}^иP_i^P_i

_1 Вт_{и про-}

логарифмировать их. Результаты вычислений в таблицу.

10. ln_T_i,

y_iln_P_{iзаписать}

4. Аппроксимировать совокупность экспериментальныхданных

x_i,y_i

линейной функцией (10.13) методом линейной регрессии (методом наимень-

шихквадратов) [4], находя параметры(n,A) на основезависимости

ynxb.

5. Определитьпоказательстепениnnимножитель^AA.Рассчи-

тать значение постоянной Стефана–Больцмана, учитывая, что площадь пла-

стины

S0.25см^2,

₁0.92. Определить среднее значение параметра

cy4x

в теоретической зависимости

y4xc,полагаяв(10.13)

n4 в

соответствии с законом Стефана–Больцмана.

6. Совокупность экспериментальныхданных

x_i,y_i

нанести на график.

Здесь же представить графикиаппроксимирующихфункций ynxbи

y4xc, параметрыn,A,скоторых определены в пп. 4 и 5.

7. Сформулировать заключение о соответствии экспериментальной за- висимостиP(T) законуСтефана–Больцмана.