- •1.14 «Определение отношения теплоемкостей воздуха при постоянном давлении и постоянном объеме»
- •II. Описание установки
- •III. Методика измерений и расчетные формулы
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V. Обработка результатов измерений
- •1.15 «Определение коэффициента вязкости воздуха»
- •II. Описание установки
- •III. Методика измерений и расчетные формулы
- •V. Обработка результатов измерений
- •IV. Порядок выполнения работы
- •1.16 «Изучение зависимости скорости звука в воздухе от температуры»
- •II. Описание установки.
- •III. Методика измерений и расчетные формулы.
- •IV. Порядок выполнения работы.
- •V. Обработка результатов измерений.
- •1.17 «Определение изменения энтропии при нагревании и плавлении олова»
- •II. Описание установки
- •III. Методика измерений и расчетные формулы
- •IV. Порядок выполнения работы
- •VI. Обработка результатов опытов
- •1.18 «Определение теплопроводности воздуха»
- •II. Описание установки
- •III. Методика измерений и расчетные формулы.
- •IV. Порядок выполнения работы.
- •V. Таблица результатов измерений.
- •VI. Обработка результатов измерений.
- •1.19 «Определение коэффициента взаимной диффузии воздуха и водяного пара»
- •II.Описание установки
- •III. Методика измерений и расчетные формулы.
- •IV. Порядок выполнения работы.
- •VI. Обработка результатов измерений.
- •1.20 «Исследование теплоемкости твердого тела»
- •III. Методика измерений и расчетные формулы
- •IV. Порядок выполнения работы
- •V. Таблица результатов измерений
- •VI. Обработка результатов измерений
- •1.21 «Определение молекулярной газовой постоянной методом откачки»
- •II. Описание установки
- •III. Методика измерений и расчетные формулы.
- •IV. Порядок выполнения работы.
- •V. Таблица результатов измерений.
- •VI. Обработка результатов измерений.
IV. Порядок выполнения работы.
1. Включить тумблер «ВКЛ» в модуле питания «СЕТЬ». При этом засветится индикатор. Записать значение температуры окружающего воздуха.
2. Включить тумблер «ВКЛ» в модуле «НАГРЕВ». При этом засветится соответствующий индикатор.
3. Нажать кнопку Uр (режим измерения падения напряжения на эталонном резисторе).
4. Установить регулятором «НАГРЕВ» напряжение Uр не более 0,06 В (не греющий ток).
5. Нажать кнопку Uн (режим измерения падения напряжения на нити) и записать показания цифрового индикатора напряжения.
6. Нажать кнопку Uр и установить ручкой «НАГРЕВ» напряжение на эталонном резисторе 0,5В.
7. Выждать 1-2 минуты для стабилизации теплового режима и измерить падение напряжения на нити Uн (нажать кнопку Uн).
8. Повторить пункты 6-7 для величины Uр в диапазоне 1-6 В с шагом 1В.
9. После измерений вывести ручку «НАГРЕВ» в крайнее левое положение и выключить установку.
V. Таблица результатов измерений.
1.Данные установки:
Длина нити ℓ = 0.4 м;
Диаметр нити d = 0.64 мм;
Внутренний диаметр трубки D = 26 мм;
Температурный коэффициент сопротивления α = 4.1·10-3;
Сопротивление эталонного резистора Rр = 41 Ом.
2. Измерение падения напряжения на нити.
Uн0 = _______ В; Uр0 = _______ В; T = _______ К.
Таблица 1.
Uр, В |
Uн, В |
j, Вт/м2 |
ΔТ, К |
λ, Вт/(м·К) |
0.5 |
|
|
|
|
1.0 |
|
|
|
|
2.0 |
|
|
|
|
3.0 |
|
|
|
|
4.0 |
|
|
|
|
5.0 |
|
|
|
|
6.0 |
|
|
|
|
VI. Обработка результатов измерений.
1. Рассчитать разность температур по формуле (3).
2. Для каждого значения Uр рассчитать плотность теплового потока по формуле (2).
3. Для каждого значения Uр определить коэффициент теплопроводности воздуха по формуле (1), полученные значения усреднить.
4. Построить графики зависимости j(ΔТ) и j(Uн/Uр). Сравнить их.
5. Сравнить полученное в п. 3 значение теплопроводности со справочным, определить относительное отклонение, сделать вывод о качестве эксперимента.
Контрольные вопросы
1. В чем сущность явлений переноса?
2. При каких условиях возникают явления переноса?
3. Выведите формулу (1) для теплопроводности воздуха в описываемом эксперименте.
4. Объясните физическую сущность закона Фурье.
5. Какова связь между температурой и средней кинетической энергией молекул?
6. Какой вывод можно сделать из сравнения графиков j(ΔТ) и j(Uн/Uр)?
7. Зависит ли теплопроводность газа от числа молекул в единице объема, от давления? Почему?
8. Сформулируйте зависимость теплопроводности газа от длины свободного пробега, средней скорости молекул, плотности и теплоемкости газа. Объясните физическую сущность полученного выражения.