Форма 4 Результаты измерений температур, град, (влажность, %)

Цифровое Буквенное	Обозначение осей сетки
	1	2	3	4	5	6	7	8		n
А
Б
В
Г
k

Результаты измерений параметров микроклимата сопоставляются с нормативными требованиями. В случае необходимости разработать рекомендации по обеспечению нормируемых параметров микроклимата.

Лабораторная работа № 9 Определение теплоемкости строительных материалов калориметрическим методом

Для повышения температуры материала на ∆ t° требуется затратить определенное коли­чество Q тепловой энергии. При понижении температуры этого же материала на та­кое же количество Q тепла выделяется из не­го. Свойство материала поглощать (аккуму­лировать) тепло при нагревании и выделять его при охлаждении называется теплоем­костью.

Показателем теплоемкости материала яв­ляется удельная теплоемкость, численно рав­ная количеству тепла в кДж или ккал, которое необхо­димо сообщить 1 кг материала для повышения температуры всей его массы на градус. Раз­мерность теплоемкости кДж/кг град или ккал/кг град.

Цель работы: ознакомится с калориметрическим ме­тодом определения теплоемкости строительных материалов.

Основная задача: определить удельную массовую и объемную теплоемкости горных пород.

Задачи работы: определить калориметрическим методом удельную теплоемкость строительных материалов: вычислить значения объемных теплоемкостей этих материалов.

Оборудование и материалы: калориметр KJI-2; термостат ТС-0,3; весы технические Т-1 с разновесами; штангенциркуль; образцы материалов.

Пояснения к работе

Сущность калориметрического метода заключается в том, что образец породы, предварительно нагретый в термостате, поме­щают в калориметр - теплоизолированный сосуд с жидкостью, где образец, остывая, отдает тепло калориметрической жидкости. На основании теплового баланса системы «образец-калориметр-калориметрическая жидкость» определяется количество тепла, отданное образцом, и вычисляется теплоемкость исследуемой породы. При этом в качестве массы калориметрической жидкости принимается так называемый водный эквивалент калориметра - количество воды, эквивалентное по теплоемкости нагревающимся в процессе опыта калориметрической жидкости и калориметру.

Для устранения возможной ошибки за счет теплообмена калориметра с окружающей средой, вводят соответствующую поправку и разделяют опыт на три периода начальный, главный, конечный с продолжительностью каждого 3 минуты.

Начальный период предшествует переносу образца из термостата в калориметр и служит для учета теплообмена калориметра с окружающей средой при начальной температуре опыта (без ис­пытываемого образца).

Главный период начинается с момента погружения образца в калориметрическую жидкость и характеризуется наиболее интен­сивным изменением температуры в калориметре.

Конечный период следует за главным и служит для учета теплообмена калориметра с окружающей средой, но в условиях ко­нечной температуры опыта. Началом конечного периода служит момент, когда температура в калориметре начинает изменяться медленно и более равномерно.

Изменение температуры в калориметре фиксируют по по­казаниям метастатического термометра, позволяющего делать от­счеты с точностью до 0,01 К.

Величина поправки на теплообмен калориметра с окру­жающей средой t вычисляется по формуле:

∆t =0,5n(V_K+V₀) + V_K∙r,

где Vo - среднее полуминутное изменение температуры калоримет­ра в начальном периоде; V_K - среднее полуминутное изменение температуры калори­метра в конечном периоде; n - число полуминутных промежутков главного периода с быст­рым (более 0,1К за полминуты) подъемом температуры; r- число остаточных промежутков главного периода с подъе­мом температур меньшим 0,1 К.

Удельную теплоемкость Су, Дж/(кг-К), испытываемой по­роды вычисляют по формуле

,

где К - водный эквивалент калириметрической установки, кг;

С_к - удельная теплоемкость калориметрической жидкости (во­ды), Дж/(кг∙К); t₂ - конечная температура главного периода по шкале термо­метра; t₁ - начальная температура главного периода по шкале термо­метра; ∆t - поправка на теплообмен калориметра с окружающей сре­дой; т- масса образца, кг; t₀ - начальная температура образца породы (температура в тер­мостате); t_K - конечная температура образца, равная сумме

t_K =t + t₀

здесь t₀ - значение температуре, соответствующей нулевому показанию метастатического термометра.

Объемная теплоемкость горной породы С_о, Дж/(м³ К) связана с удельной соотношением

С₀ = С_у ∙ ρ,

где ρ - средняя плотность материала, кг/м³.

Порядок проведения опыта

Взвесить образцы материалов и, если не известна средняя плотность, измерить образцы. Поместить образцы в термостат для нагревания до температуры на 50 - 60К выше температуры калориметрической жидкости.

До переноса образца в калориметр снять отсчеты температуры в начальный период. Отсчеты снимают в течение 3 мин. через каждые 30с при непрерывном перемешивании жидкости. Продолжая перемешивание жидкости и снимая отсчеты температуры, по­метить нагретый образец в калориметр. С этого момента начинается главный период опыта с интенсивным ростом температуры продолжительностью 3 минуты. Далее следует конечный, который характеризуется равномерным и медленным изменением температуры.

Обработка результатов

Произведите вычисления значений С_о и С_у по приведен­ным выше формулам для всех испытанных пород.

Результаты измерений и вычислений занести в формы 5 и 6.

Форма 5