
- •Кафедра Общей и технической физики
- •Работа №1 Газовые законы. Тарировка газового термометра
- •Экспериментальная установка
- •Задание
- •Работа №2 Цикл тепловой машины
- •Экспериментальная установка
- •Назначение и характеристика основных элементов установки:
- •Задание
- •Работа № 6 Определение теплоемкости твердого тела
- •Экспериментальная установка
- •Задание
- •Работа № 8 Определение показателя адиабаты при адиабатическом расширении газа
- •Экспериментальная установка
- •Задание
- •Работа № 10 Определение коэффициента термического расширения (линейного) твердого тела
- •Экспериментальная установка
- •Задание
- •Работа № 11 Определение коэффициента термического расширения (объемного) жидкости
- •Экспериментальная установка
- •Задание
- •Работа № 12 Исследование эффекта Джоуля-Томпсона при адиабатическом истечении газа
- •Задание
- •Работа № 13 Исследование диффузии газов
- •Экспериментальная установка
- •Назначение и характеристика основных элементов установки:
- •Задание
- •Работа № 17 Определение теплопроводности газов методом нагретой нити
- •Экспериментальная установка.
- •Задание
- •Работа № 18 Определение теплопроводности твердого тела (пластина)
- •Экспериментальная установка
- •Назначение и характеристика основных элементов установки:
- •Задание
Задание
1. Запустите работу.
2. Снимите при
комнатной температуре зависимость
сопротивления нити
от протекающего через установку тока
.
Провести измерения для 45
минимальных значений напряжения.
Результаты измерений занести в таблицу №1:
Физ. величина |
TR |
U |
I |
R |
Ед. измерений Номер опыта |
К |
В |
А |
Ом |
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
Постройте график
зависимости
.
Продлите график до пересечения с осью
ординат, для определения значения
сопротивления нити при
.
Запишите определенное значение
- сопротивление проволоки при комнатной
температуре.
3. Нажать кнопки
«Нагрев» и «Цирк». Для различных
температур стенок трубки
(20, 40,
60, 80)
проведите измерения зависимости
сопротивления нити
от протекающего через установку тока
при различных значениях напряжения, от
минимального до максимального, увеличивая
напряжение с шагом 23
вольта. Записывайте в таблицу значения
установленного напряжения
,
протекающего тока
,
сопротивления проволоки
.
4. Для каждого набора значений предыдущего упражнения рассчитать поток тепла, переносимый воздухом с проволоки:
[2]
и температуру
поверхности проволоки: [3]
Используя результаты
вычислений по формулам [2] и [3] рассчитать
по формуле [1] среднеинтегральные
коэффициенты теплопроводности
,
где
- среднеарифметическая температура.
5. Постройте график
зависимости
.
Сравните полученные значения с
табличными.
Результаты измерений и вычислений занести в таблицу №2:
Физ. величина |
TR |
U |
I |
R |
Q |
Tr |
Tср |
|
Ед. измерений Номер опыта |
оС |
В |
А |
Ом |
Вт |
К |
К |
|
1 |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
60 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
80 |
|
|
|
|
|
|
|
Работа № 18 Определение теплопроводности твердого тела (пластина)
Цель работы:определение коэффициента теплопроводности твердых тел методом сравнения с теплопроводностью эталонного материала.
Количество теплоты
,
протекающее за единицу времени через
однородную перегородку толщиной
и площадью
при разности температур
,
определяется формулой
[1]
где - коэффициент теплопроводности,
характеризующий свойства среды.
Значение коэффициента
теплопроводности
может быть определено непосредственно
из формулы [1], если измерить на опыте
величины
,
,
и
.
Однако точное определение
практически невозможно, поэтому в
настоящей работе производится сравнение
теплопроводности исследуемого материала
с теплопроводностью некоторого другого
эталонного материала с хорошо известным
значением коэффициента
.
При этом можно избежать измерения
.
Суть метода следующая. Две пластинки,
изготовленные из материалов с
коэффициентами теплопроводности
и
,
зажимаются между стенками, температуры
которых равны
и
и поддерживаются постоянными во время
опыта. Если толщины пластинок (
и
)
достаточно малы по сравнению с наименьшим
линейным размером их поверхности, то
можно пренебречь потерей тепла через
боковые поверхности. Тогда можно считать,
что тепловой поток протекает только от
горячей стенки к холодной через пластины.
В этом случае
и
[2]
Из [2] получаем
окончательно [3]
где и
- перепады температур на пластинках.
Зная теплопроводность материала одной из пластинок, используя формулу [3] легко определить на опыте теплопроводность другой пластинки. Необходимо помнить о том, что формула [3] получается в предположении сохранения теплового потока неизменным через обе пластинки, что оправдано при толщине, очень малой по сравнению с радиусом пластинки, и при теплоизоляции боковых поверхностей пластинок.