Описание экспериментальной установки

Кривые охлаждения получаются с помощью установки, изображенной на рисунке 5.

Рис.5 1-печь, 2- образец, 3- держатель, 4- термопара, 5- сосуд Дьюара.

Образец 2 нагревается в электропечи 1. Температура измеряется при помощи термопары, один спай которой находится внутри образца.

Измерение и обработка результатов

Подключить спираль печи (клеммы А и В) к регулятору напряжения. Термопару подключить к милливольтметру. Второй спай поместить в сосуд Дьюара.

Установить на держателе 3-х эталонный образец и поместить его внутрь печи.

Включить печь и нагреть эталон до 500-600 С. Включить печь!

Нагретый образец вывести из печи и каждые 10 с, производить запись температуры (показаний мВ) в таблицу 1.

Таблица 1.

эталон	t
	U(мВ)
	T
образец	t
	U(мВ)
	T

Укрепить на держателе исследуемый образец и поместить его в печь.

Повторить пункты 2.3 – 2.4 для исследуемого образца.

Построить графики кривых охлаждения Т=Т(t), Т_эт=Т_эт(t).

Построить графики , . Для этого находятся отношения

 и т.д. Которые характеризуют скорость охлаждения при данном значении температуры.

Определить значения теплоемкости образца для температур 100, 200, 300, 400, 500⁰с по формуле (9). Значения с_эт берут из таблицы 1. Массы m_эт и m₁ определяют взвешиванием, величины  находятся с помощью графика, приведенного на рисунке 5.

Рис.5. Зависимость удельной теплоемкости меди от температуры

Вопросы и упражнения.

1.Что такое теплоемкость (удельная, молярная, с_v, c_p)?

2.Чему равна молярная теплоемкость идеального газа?

3.Сформулировать закон Дюлонга и Пти.

4.Квантовая теория теплоемкости:

а)теория Эйнштейна, ее основные предположения, выводы и недостатки.

б)теория Дебая, ее основные положения, выводы и недостатки.

5.Что такое температура Дебая?

Приложение

Оценим правомочность пренебрежения излучением горячего образца.

Количество теплоты , отдаваемое образцом при уменьшении его температуры на  равно:

,

где – удельная теплоемкость, – масса образца, – плотность вещества, – объем цилиндрического образца, – длина образующей, – радиус основания.

                                                                        (1)

Количество теплоты, теряемое за счет излучения за время  равно:

                                                         (2)

Считая, что вся энергия теряется за счет излучения и образец представляет собой абсолютно черное тело, приравнивая (1) и (2) имеем:

или

                                                                 (3)

Интегрируя соотношение (3) по времени от 0 до и по температуре от  до  имеем

                                               ,

или  .

.

       Так как время радиационного охлаждения очень велико по сравнению с охлаждением образца в условиях эксперимента, то можно считать, что исходные уравнения правильно описывают остывание образца.

 

Лабораторная работа № 31

Изучение магнитного гистерезиса

Методом Столетова

 

Лабораторная работа № 32