close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

5-2

код для вставкиСкачать
 Лабораторна робота № 5-2
ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ ДІЕЛЕКТРИКІВ МЕТОДОМ РЕГУЛЯРНОГО РЕЖИМУ
Мета роботи:вивчити одне із явищ переносу - явище теплопровідності. Ознайомитися та використати метод регулярного режиму для визначення коефіцієнта теплопровідності діелектрика.
Обладнання:ебонітовий циліндр (або з іншого діелектричного матеріалу),колба з водою, термометр, штангенциркуль, електроплитка.
Теоретичні відомості
Теплопровідність - це здатність тіла проводити тепло. Молекули (атоми кристалічно( гратки твердого тіла) в частинах тіла з підвищеною температурою мають більшу енергію та передають (( сусіднім молекулам тих частин тіла, де температура більш низька. Це призводить до зменшення різниці температур та вирівнюванню енергій. Але на в(дм(ну в(д конвекції, цей процес відбувається без переносу частинок тіла.
Головний закон теплопровідності(, закон Фур'є, має вигляд:
(1)
Тобто кількість теплоти , що переноситься за час через площину пропорційна проекції градієнта температури на вісь, що перпендикулярна ц(й площин(, величині площі і часу . - коефіцієнт пропорційності (коефіцієнт теплопровідності).
Для експериментального визначення можна використовувати довільний процес передач( тепла у твердому т(л(, але зручніше використовувати так( процеси, за якими визначати значення коефіцієнт теплопровідності можна більш точно та легше. Серед таких процес(в найбільш поширеним ( процес регулярного режиму, який ( використовується в ц(й робот(.
Нехай тіло, що має температуру , помістили у середовище зі сталою температурою . Тоді, за рахунок процес(в теплопровідності, різниця температур тіла і середовища буде пост(йно зменшуватись ( через деякий час стане дорівнювати нулю. Закон зменшення цієї різниці залежить в(д розмірів, форми і теплофізичних параметр(в тіла та середовища, ( у загальному випадку досить складний. Але через деякий час наступає регулярний режим, коли цей закон набуває вигляду
(2)
Тут - час, - темп нагрівання чи охолодження, який зв'язаний з властивостями тіла формулою:
(3)
де - питома теплоємність тіла, - густина, -коефіцієнт форми, який у випадку циліндричного тіла має вигляд:
(4)
- радіус, - довжина циліндра.
Для визначення темпу нагрівання вимірюють залежність різниці температур тіла і середовища в(д часу та малюють граф(к ц((( залежності у напівлогарифмічному масштаб(, тобто в(д . З формули (2) випливає, що (5) Таким чином, кутовий коефіцієнт ц((( залежності у випадку регулярного режиму дорівнює . Типова залежність наведена на рис.1. На початковому етап( граф(к нелінійний - це перехідний режим. Починаючи з моменту графік має прямолінійну ділянку, що свідчить про настання регулярного режиму. Т
Т0
Т1 1
Т2 2
І ІІ
0 0 1 2 
Мал. 1.
І - початковий період, ІІ - період регулярного режиму.Для того, щоб знайти темп нагрівання, на прямолінійній ділянці графіка вибирають довільно (але досить далеко одна від одної) дві точки - 1 і 2.Потім за графіком визначають для них , та , . Згідно співвідношення (5) знаходять(6)Після цього можна визначити ( коефіцієнт теплопровідності за співвідношенням(але спочатку розрахувати за формулою (7)):
(8) Розрахувати за формулою (7), де - довжина зануреної в ебонітовий циліндр частини термометра. Опис експериментальної установки
В робот( проводиться вимірювання коефіцієнта теплопровідності ебоніту. Зразок має форму циліндра. Середовище - вода у стані кипіння. Для вимірювання температури в циліндрі просвердлений отвір, куди необхідно вставити термометр.
Проведення експерименту
1. Виміряти діаметр та висоту ебонітового циліндру. Результати вимірювань занести у таблицю № 1.
2. Визначити температуру в лабораторії за допомогою термометра. Результат занести в таблицю № 1.
3. Визначити довжину зануреної в ебонітовий циліндр частини термометра. Результат занести в таблицю № 1. 4. Поставити посудину з водою на електроплитку.
5. Увімкнути електроплитку та довести воду до кипіння. ПРОЦЕС КИПІННЯ ПІДТРИМУВАТИ ПІД ЧАС ПРОВЕДЕННЯ ЕКСПЕРИМЕНТУ.
6. Обережно опустити циліндр в воду.
7. Через кожні 30 секунд вимірювати температуру з точністю до .Проводити такі виміри на протязі 900 секунд. Дані занести у таблицю № 2.
Таблиця № 1Діаметр ебонітового циліндру= м Висота ебонітового циліндру= мКімнатна температура= Густина ебонітуПитома теплоємністьДовжина зануреної в ебонітовий циліндр частини термометра= мТаблиця № 20306090120150180210240270300330360390420450480510540570600630660690720750780810840870900Обробка результатів
1. Побудувати графік залежності від .
2. Визначити за формулою (6).
3. Визначити за формулою (7).
4. Зробити висновок.
Контрольні запитання
1. Сформулюйте закон Фур'є.
2. Від чого залежить теплопровідність твердих тіл?
3. Який фізичний зміст коефіцієнта теплопровідності?
4. За яким законом змінюється різниця температур між тілом та середовищем в залежності від часу?
Література
1. Савельев И.В. Курс общей физики.- М.:Наука, 1977, С.407-410.
2. Кухлинг Х. Справ очник по физике.-М.:Мир, 1982, С.204
Лабораторна робота № 1-3
Лабораторна робота № 5-2
2
сторінка 2 з 2
Херсонський державний технічний університет
Кафедра загальної та прикладної ф(зики
Дисципліна: фізика. Розділ "Молекулярна фізика"
Погребняк І.Ф. 23.03.2004.
сторінка 1 з 1
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
71
Размер файла
317 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа