Теория метода измерений и описание установки. В настоящей работе определение коэффициентов переноса электронного газа в металлах, осуществляется путем применения закона Видемана- Франца (18)
В настоящей работе определение коэффициентов переноса электронного газа в металлах, осуществляется путем применения закона Видемана- Франца (18), по которому возможно найти коэффициент теплопроводности 
, если будет известно его удельное сопротивление 
. Здесь, можно определить 
и 
по (19) и (20), при известных 
и 
.
Удельную теплоемкость 
электронного газа в металлах при постоянном объеме можно принять равной
(21)
где 
– универсальная газовая постоянная, равная 
: 
– молярная масса электронного газа, равная 
здесь 
– масса электрона, равная 
; 
– число Авогадро, равное 
. Тогда 
.
Плотность электронного газа в металле принять равной:
Прибор FPM-01 предназначен для определения удельного сопротивления резистивного провода из хромоникеля с точным замером тока и напряжения.
1.Измерение активного сопротивления по техническому методу
с точным измерением тока осуществляется по схеме 
. Показания вольтметра 
будут равны сумме падений напряжений на миллиамперметре 
и измеряемом сопротивлении 
: 
отсюда
(22)
где 
– внутреннее сопротивление миллиамперметра 
: 
– показания вольтметра, 
–сила тока, который показывает миллиамперметр 
.
Удельное сопротивление 
резистивного провода (металла)
определяется из формулы электрического сопротивления:
, отсюда 
(23)
где 
– сечение провода 
(диаметр которого равен 
); l- длина резистивного провода.
Общий вид FPM-01 представлен на 
. К основанию 1 прикреплена колонка 2 с нанесенной шкалой 3. На колонке монтированы два неподвижных кронштейна 4, один подвижный – 5, который может передвигаться вдоль колонны и фиксироваться в любом положении. Между неподвижными кронштейнами натянут провод 6, который прикреплен к кубику 7.
Нижний, верхний и центральный подвижный контакты провода подведены к измерительной части прибора 8. Виды лицевой и задней панели измерительного блока FPM-01 представлены на рис. 3.
Прибор должен быть заземлен!
Порядок выполнения работы
1.Включить питание прибора FPM-01 в сеть 
нажать
клавишу № 1 (сеть) 
2. Передвинуть подвижный кронштейн 5 на 0,7 длины провода
по отношению к основанию 
.
3. Нажать переключатель № 3, отжать № 2.
4. При помощи регулятора тока 
а) установить
такое значение тока, чтобы вольтметр показывал 2/3 измерительного диапазона.
5. Показания вольтметра и амперметра записать в таблицу.
6. Используя формулы (22) и (23) вычислить удельное
сопротивление 
и занести в таблицу.
7. Повторить пп. 4,5 три раза.
8. Вычислить 
по формуле (18) , 
– по формуле (19) и 
по
формуле (20) и занести в таблицу.
9. Произвести на основании измерений рабочей погрешности измерения удельного сопротивления резистивного провода по формуле:
где 
– эталонное удельное сопротивление изучаемого провода,
равное 
результаты занести в таблицу.
10. Найти погрешности коэффициентов переноса и занести в
таблицу.
| № п/п | Длина провода
| Показания | 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| |
| 
| |||||||||||||||
| ср |
11. Окончательный результат измерений записать в следующем виде:
Контрольные вопросы
1. Рассказать суть молекулярно-кинетической теории и написать ее основное уравнение.
2. В чем сущность явлений переноса и каковы условия их возникновения?
3. Написать уравнение теплопроводности.
4. Физический смысл коэффициентов переноса.
5. Как связаны друг с другом коэффициенты явлений переноса?
6. От каких физических величин зависит коэффициент
теплопроводности согласно молекулярно- кинетической теории газа?
7. Как можно определить коэффициенты переноса для электронного газа по известному удельному сопротивлению металлов?
Лабораторная работа 5