V. Обработка результатов измерений.

1. Расчет теплопроводности металла.

1) построить графики зависимостей T_нижнот времени иΔT_Dот времени; определить диапазон времени, при которомΔT_Dостается приблизительно постоянной;

2) по увеличению температуры ΔTводы в нижнем калориметре К2 найти количество сообщенной ей теплоты:

,

где c_в= 4,19 Дж/(г·К) теплоемкость воды,m_в- масса воды в нижнем калориметре, ΔT=T_нижн-Т₀иT₀– температура нижнего калориметра в момент времениt=0;c_нижн=78 Дж/К - теплоемкость нижнего калориметра.

Построить зависимость Q_общот времени, по наклону зависимости найти общий поток теплоты, передаваемый нижнему концуdQ_общ/dt.

3) Теплота, подведенная к калориметру К2, складывается из тепла, переданного окружающей средой, и тепла, передаваемого по образцу:

.

Так как нижний калориметр находится при комнатной температуре, то поток тепла из окружающей среды к К2 отсутствует и

4) С другой стороны

,

где ΔT_D– средняя разность температур между датчикамиD1 иD2 в выявленном диапазоне времени (из табл.2),S– площадь сечения образцаS=4,91·10^-4м².

Отсюда находим теплопроводность металла:

2. Расчет удельного сопротивления металла.

1) По данным табл.1 и табл.3 построить ВАХ для каждого из металлов.

2) Рассчитать сопротивление R, удельную проводимость σ и удельное сопротивление ρ металлов. СопротивлениеRопределяется по наклону ВАХ. Удельная проводимость и удельное сопротивление равны, соответственно,

σ=ℓ/(RS) и ρ=1/σ,

где ℓ=31,5 см, S=4,91·10^-4м²- сечение образцов. Расчетные данные занести в табл.1 и табл.3.

3. Определение средней длины свободного пробега электрона.

Используя формулы (1) и (2) рассчитать длины свободного пробега для обоих металлов. Сравнить полученные величины.

4. Проверка закона Видемана-Франца.

Рассчитать число Лоренца для металла из выражения λ/σ=LTдля комнатной температуры. Сравнить с теоретическим значением.

5. Расчет теплопроводности второго металла.

Используя число Лоренца и соотношение Видемана-Франца рассчитать коэффициент теплопроводности второго металла. Сравнить с экспериментальными данными для первого металла.