Теория метода измерений и описание установки. В настоящей работе определение коэффициента теплопроводности осуществляется калориметрическим методом

⇐ Назад

В настоящей работе определение коэффициента теплопроводности осуществляется калориметрическим методом. Передача тепла происходит металлическим стержнем , концы которого помещены в калориметре с водой взятой при температурах и . Формула (1) перепишется так:

(3)

где – длина стержня; – его площадь поперечного сечения; – время наблюдения перехода тепла.

Тогда коэффициент теплопроводности стержня будет

(4)

Из формулы (4) видно, что для измерения коэффициента теплопроводности необходимо на опыте определить количество переданного тепла и время , в течение которого эта передача происходила. Количество теплоты можно определить, воспользовавшись калориметрической формулой

(5)

где – масса воды в сосуде ; - удельная теплопроводность воды равная ; - масса сосуда ; – удельная теплоемкость сосуда ; – изменение температуры воды в сосуде при поступлении в него через стержень количества тепла . Так как температура в процессе наблюдения изменяется от до , то в формуле (4) характеризующей перенос тепла при стационарном состоянии, мы подставляем среднее значение температуры сосуда . . Время измеряется секундомером. В предлагаемой работе заданными являются , и написаны на приборе. Из выражения (4) и (5) получим расчетную формулу коэффициента теплопроводности стержня:

(6)

Порядок выполнения работы

1. Сосуд заполнить водой примерно наполовину, а сосуд

заполните полностью из водопровода.

2. В сосуде с помощью электрической плитки ( или

электрического кипятильника) довести воду до кипения и поддерживать это состояние в течение всей работы. Через 5-6- мин после начала кипения воды в сосуде начать наблюдение за тем, равномерно ли идет нагревание воды в калориметре . Для этого нужно слить воду из калориметра налить свежую из водопровода, вставить термометр и в течении 3-5 мин. наблюдать повышение температуры воды в калориметре. Эту операцию надо повторить три раза. Если все три раза температура повышается примерно одинаково, то стационарность теплового потока можно считать достигнутой.

3. Быстро залить в освобожденный калориметр заранее

подготовленные 150-200 г воды, взятой при температуре она на 4-5 С ниже комнатной, и пустить секундомер ( воду надо помешивать).

4. Наблюдение прекратить, когда температура воды в калориметре

сделается на выше комнатной. Остановить секундомер и записать конечную температуру .

5. Температуру кипения воды определить из таблицы. “Зависимость температуры кипения воды от давления” при атмосферном давлении, отсчитанном по барометру.