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 U р (режим измерения падения напряжения на эталонном резисторе).
4. Установить регулятором «НАГРЕВ» напряжение U рне более 0,06 В (не греющий ток).
5. Нажать кнопку U н (режим измерения падения напряжения на нити) и записать показания цифрового индикатора напряжения.
6. Нажать кнопку U ри установить ручкой «НАГРЕВ» напряжение на эталонном резисторе 0,5В.
7. Выждать 1-2 минуты для стабилизации теплового режима и измерить падение напряжения на нити U н (нажать кнопку U н).
8. Повторить пункты 6-7 для величины U р 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 R р = 41 Ом.
2. Измерение падения напряжения на нити.
U н0 = _______ В; U р0 = _______ В; T = _______ К.
Таблица 1.
| U р, В | U н, В | j, Вт/м2 | Δ Т, 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 U р рассчитать плотность теплового потока по формуле (2).
3. Для каждого значения U р определить коэффициент теплопроводности воздуха по формуле (1), полученные значения усреднить.
4. Построить графики зависимости j (Δ Т) и j (U н/ U р). 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 (Δ Т) и j (U н/ U р)?
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 |
