- •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 нитиот протекающего через установку токапри 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 толщинойи площадьюпри 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 определениепрактически 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 теплопроводностии, зажимаются между стенками, температуры которых равныии 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.