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 Uрне 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 Uри 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.
1.19 «ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВЗАИМНОЙ ДИФФУЗИИ ВОЗДУХА И ВОДЯНОГО ПАРА»
I.Цель работы: определение коэффициента взаимной диффузии воздуха и водяного пара по скорости испарения жидкости из капилляра.
II.Описание установки
Для выполнения работы используется установка ФПТ1-4, общий вид которой представлен на рисунке 9.
Установка состоит из блока рабочего элемента и блока приборов, размещенных на основании. Блок рабочего элемента содержит микроскоп с рабочим элементом на предметном столике. Рабочий элемент снабжен измерителем, к подвижной части которого прикреплен корпус из оргстекла. В отверстии корпуса находится стеклянная трубка (капилляр) с водой.
| Рисунок 9 – Общий вид установки ФПТ1-4 |