6. Обработка результатов измерений

1. Определяется электрическая мощность нагрева проволоки рабочего участка

, Вт, (1)

где U – падение напряжения на проволоке рабочего участка, В;

I – сила тока на рабочем участке, А.

2. Определяется омическое сопротивление рабочего участка:

, Ом. (2)

3. Определяется удельное электрическое сопротивление нагреваемой проволоки рабочего участка:

, , (3)

где R – сопротивление рабочего участка, Ом;

S – площадь поперечного сечения проволоки, мм²;

L – длина рабочего участка между токоподводами, м.

4. Определяется температура проволоки рабочего участка. Для этого используется градуировочный график зависимости удельного электрического сопротивления материала рабочего участка (r·10⁸, Ом·м) от температуры (T, K) (рис. 6).

5. Определяется температура Т₂ окружающей проволоку стеклянной стенки, которая охлаждается водой, протекающей через калориметр. В работе принимается, что вся теплота, выделяемая нагретой проволокой при стационарном режиме лучистого теплообмена, отдается через стеклянную стенку охлаждающей воде. Так как термическое сопротивление тонкой стеклянной стенки мало, то принимают, что температура стенкиТ₂ равна средней температуре охлаждающей воды:

, К. (4)

Рис. 6. График зависимости удельного электрического

сопротивления (r·10⁸, Ом·м) меди и вольфрама от температуры (T, K)

6. Определяется коэффициент излучения С₁ поверхности рабочего участка и степень черноты ε₁ поверхности материала рабочего участка:

, , (5)

где Q₁₂ – тепловой поток от 1-го тела ко 2-му телу, Вт;

F₁ – поверхность излучения 1-го тела, м²;

T₁, T₂ – абсолютная температура соответственно 1-го и 2-го тела, К:

, (6)

где С₁ – коэффициент излучения поверхности рабочего участка, ;

С₀ =5,67 – коэффициент излучения абсолютно черного тела.

7. Строятся графики зависимости коэффициента излучения и степени черноты поверхности вольфрамовой проволоки от температуры:

С₁ = f(Т₁) и ₁ = f(Т₁).

8. Результаты расчетов заносятся в табл. 3.

9. Строится график изменения коэффициента излучения меди в зависимости от качества излучающих поверхностей.

10. По результатам построений сделать вывод о зависимости коэффициента излучения и степени черноты от температуры и состояния излучающей поверхности.

5. Контрольные вопросы

1. В чем заключается механизм переноса теплоты посредством излучения?

2. Что характеризуют излучательная способность и спектральная излучательная способность тела?

3. Что называется абсолютно черным, абсолютно белым и диатермичным телом?

4. Что называется серым телом?

5. Что такое степень черноты?

6. Сформулируйте основные законы теплового излучения.

7. Что такое лучистый теплообмен?

8. Какова теоретическая основа экспериментального метода определения коэффициента излучения и степени черноты излучающего тела?

9. Какие методические задачи должны быть решены при создании экспериментальной установки, реализующей метод определения коэффициента излучения центрального тела в замкнутой системе 2-х тел?

10. Как зависят коэффициент излучения и степень черноты от температуры и состояния поверхности излучающего тела?