4. Обробка результатів вимірювань
Вимірювання проводяться на стаціонарному режимі установки, відповідної певному значенню температури поверхні досліджуваного дроту, тому дріт і оболонка (внутрішня поверхня калориметра), беруть участь в процесі сталого променистого теплообміну. В цьому випадку, кількість енергії, витрачену в процесі нагрівання проволікай, є результуючий потік випромінювання, а оскільки,то коефіцієнт випромінювання визначається співвідношенням (7).
Таким чином, розрахунок значень коефіцієнта випромінювання дроту проводиться в такій послідовності:
1. Визначити електричний опір досліджуваного дроту по формулі:
(8)
2. Знайти абсолютне значення температури поверхні дроту використовуючи градировочну залежність електричного опору проволікай від температури (рис.4).
3. Визначити абсолютну температуру оболонки калориметра T2, яка може бути прийнята рівній середній температурі води, що охолоджує калориметр:
°K
(9)
4. Підрахувати результуючий потік випромінювання:
Вт
(10)
5. Знайти значення коефіцієнта випромінювання по формулі:
Вт/(м2·К4). (11)
де F=π ·d ·L - робоча поверхня проволікай, м2;
d=2·10-4 - діаметр проволікай, м;
L = 0,2 - довжина проволікай, м.
6.
Визначити значення ступеня чорноти
поверхні проволікай:
(12)
7. Дані обчислень занести в таблицю 2:
Таблиця 2.
№ п/п |
1 |
2 |
3 |
Чинить опір проволікай, R, Ом |
|
|
|
Температура оболонки °К |
|
|
|
Потік випромінювання, Q1,2, Вт |
|
|
|
Коефіцієнт випромінювання, C1, Вт/(м2·К4) |
|
|
|
Ступінь
чорноти
|
|
|
|
Примітка |
|
|
|
5. Звіт про лабораторну роботу
Звіт повинен містити:
1. Короткі теоретичні відомості.
2. Опис і необхідні схеми експериментальної установки.
3. Журнали зміряних і обчислених значень.
4. Виводи про роботу.
6. Контрольні питання
1. Які тіла називаються абсолютно чорними?
2. Запишіть і поясніть закон Стефана-Больцмана. Що називається коефіцієнтом випромінювання абсолютно чорного тіла?
3. Як видозмінюється запис закону Стефана-Больцмана, якщо його застосувати до сірих тіл? Що називається коефіцієнтом випромінювання сірого тіла?
4. Що називається ступенем чорноти тіла?
5. Що називається результуючим потоком випромінювання?
6. Опишіть експериментальну установку для визначення коефіцієнта випромінювання.
7. Назвіть вимірювані і підраховувані по формулах величини. Як вони вимірюються? Як підраховуються?
Лабораторна робота № 6