- •Кафедра Общей и технической физики
- •Термодинамика, теплопередача, тепло и массообмен
- •Методические указания
- •Работа №1 Газовые законы. Тарировка газового термометра
- •Экспериментальная установка
- •Задание
- •Работа №2 Цикл тепловой машины
- •Задание
- •Экспериментальная установка
- •Назначение и характеристика основных элементов установки:
- •Работа № 6 Определение теплоемкости твердого тела
- •Экспериментальная установка
- •З адание
- •Работа № 8 Определение показателя адиабаты при адиабатическом расширении газа
- •Вывод рабочей формулы.
- •Порядок выполнения работы.
- •Работа № 10 Определение коэффициента термического расширения (линейного) твердого тела
- •Экспериментальная установка
- •Задание
- •Работа № 11 Определение коэффициента термического расширения (объемного) жидкости
- •Экспериментальная установка
- •Задание
- •Работа № 12 Исследование эффекта Джоуля-Томпсона при адиабатическом истечении газа
- •Работа № 13 Исследование диффузии газов
- •Экспериментальная установка
- •Назначение и характеристика основных элементов установки:
- •Задание
- •Работа № 17 Определение теплопроводности газов методом нагретой нити
- •Экспериментальная установка.
- •Задание
- •Работа № 18 Определение теплопроводности твердого тела (пластина)
- •Экспериментальная установка
- •Назначение и характеристика основных элементов установки:
- •Задание
- •Цикл тепловой машины
- •Определение показателя адиабаты при адиабатическом расширении газа
- •Определение коэффициента термического расширения (линейного) твердого тела
- •Определение коэффициента термического расширения (объемного) жидкости
- •Исследование эффекта джоуля-томпсона при адиабатическом истечении газа
- •Исследование диффузии газов
- •Определение теплопроводности газов методом нагретой нити
- •Определение теплопроводности твердого тела (пластина)
Задание
1. Запустите лабораторную работу.
2. Для материала
проволоки определите термический
коэффициент сопротивления
(из справочной таблицы).
|
материал |
уд. сопр. Омм 10-8 |
темп. коэфф. сопр. х10-3 град-1 |
1 |
вольфрам |
5,5 |
4,6 |
2 |
сталь |
9,8 |
6.0 |
3 |
алюминий |
2,7 |
4,2 |
4 |
медь |
1,7 |
4.3 |
3. Включить источник питания, нажать кнопку ВКЛ на пульте "нагрев", величину нагрузочного сопротивления установить 30 Ом. Измерить падения напряжений при напряжении источника питания 1 В, 2 В. Рассчитать сопротивление проволоки, найти среднее значение. Расчет проводится по формулам:
- ток в цепи
,
где Vэт - показания верхнего (на стенде) вольтметра
- сопротивление
проволоки
,
где Vпр - показания нижнего (на стенде) вольтметра
При этом сила тока
мала, нагревом проволоки можно пренебречь,
и считать рассчитанное при этом
сопротивление проволоки за начальное
.
4. Установить величину нагрузочного сопротивления 10 ом. Меняя напряжение источника питания с шагом 5 В измерить падения напряжений и удлинение проволоки. Напряжение менять до максимального, а затем произвести измерения при уменьшении напряжения в обратном порядке. При измерении удлинения, необходимо особое внимание обращать на перемещение стрелки на внутренней шкале, так как количество оборотов маленькой стрелки не фиксируется. Результаты измерений занести в таблицу. По результатам измерений рассчитать (аналогично п.2) ток через проволоку и сопротивление проволоки при разных температурах. Рассчитать температуру, соответствующую каждому значению сопротивления:
,
С
5. Построить график зависимости удлинения проволоки от ее температуры. Отметить на графике область линейного удлинения и область пластической деформации. Рассчитать коэффициент термического расширения по результатам, соответствующим области линейного удлинения. Сравнить со справочными данными.
Работа № 11 Определение коэффициента термического расширения (объемного) жидкости
Цель работы:
1) измерение изменения объема воды при нагреве ее от 0С до 90С;
2) определение показателя коэффициента термического расширения.
В работе используются: кварцевая колба объемом 0,5 л; измерительная трубка длиной 50 см; термостат.
В отличие от твердых тел, объем которых изменяется при изменении температуры линейно в большом диапазоне температур, у жидкостей эта зависимость имеет более сложный, нелинейный, характер, особенно вблизи температур фазового перехода. Особенный интерес представляет поведение воды в диапазоне температур 010С. В данной работе исследуется изменение объема воды в диапазоне температур от 0С до 4090С, максимальная температура ограничена длиной измерительной трубки. Вода находится в колбе из кварцевого стекла, коэффициент термического расширения которого ничтожно мал, и им при выполнении данной работы можно пренебречь. Измерительная трубка выбирается диаметром в несколько миллиметров, что позволяет пренебречь силами поверхностного натяжения.
Колба с водой помещена в термостат, который позволяет устанавливать температуру в интервале 2090С, т.е. выше температуры окружающего воздуха. Для проведения измерений в интервале 020С термостат в начале работы заполняется смесью льда и воды, что обеспечивает начальную температуру 0С.
