Порядок проведения эксперимента

 

1. Включить сушильный шкаф, предварительно поместив в него образец с исследуемым материалом. Образец нагревается в сушильном шкафу до температуры, превышающей температуру жидкости в термостате на 30…50 ^о С.

2. Достать нагретый образец из сушильного шкафа, вставить в него горячий спай термопары и погрузить в термостат, предварительно заполненный водой. Холодный спай термопары погрузить в термостат. Включить мешалку.

3. Включить секундомер и начать отсчет времени. Записывается время начала отсчета τ_Н.

4. Запись показаний термоЭДС по цифровому вольтметру, производится через 30 с., пока оно не снизится до 1 мВ.

2. Результаты измерений заносятся в таблицу 1.

Таблица 1

Результаты и обработка эксперимента

 

τ	e	ТТ –ТЖ	θ	ln θ
с	мВ	^оС	-	-
0 30	на 25 – 30 измерений

 

1. По градуировочной таблице (приложение 1) найти перепады температур (Т_Т –Т_Ж), соответствующие значениям измеренной термоЭДС.

2. Определить избыточную температуру θ, разделив полученные значения (Т_Т – Т_Ж) на значение, соответствующее начальному измерению.

3. Вычислить значения ln θ и построить график ln θ =ƒ(t).

4. На участке, где ln θ линейно зависит от τ (рис. 2), определить угловой коэффициент наклона – темп охлаждения m

 

,

где θ₁,  θ₂ - избыточные температуры в начале и конце линейного участка;

τ₁, τ₂ - значения времени в начале и конце линейного участка.

5. Рассчитать коэффициент формы тела по формуле (12) или (13), в зависимости от формы образца.

6. Рассчитать значение коэффициента температуропроводности по формуле

.

 

7. Рассчитать значение коэффициента температуропроводности по формуле

,

где  - коэффициент теплопроводности исследуемого материала;

ρ - плотность исследуемого материала;

с– удельная теплоемкость исследуемого материала.

Свойства исследуемого материала приведены в таблице 2.

8. Сравнить полученное значение коэффициента температуропроводности с значением , полученным по формуле (10).

 

Контрольные вопросы

 

1. Какой физический смысл коэффициента температуропроводности? Какова размерность коэффициента температуропроводности?

2. Каким методом определяется коэффициент температуропроводности в настоящей работе?

3. Чем характеризуется регулярный режим охлаждения?

4. Каков физический смысл критериев Фурье и Био?

5. Что такое темп охлаждения тела и от чего он зависит?

6. Почему в опыте необходимо обеспечить большую величину критерия Био? Как это достигается?

7. Почему можно пренебречь нагревом охлаждающей воды в ходе опыта?

8. Оцените время наступления регулярного режима, исходя из приведённых оценок значения соответствующего числа Фурье.

Таблица 2

Теплофизические свойства материалов

 

Материал	ρ	с	λ
	кг/м^3	Дж/(кг×К)	Вт/(м×К)
Латунь	8440	377	130
Песок	1520	800	0,35