Студопедия
Обратная связь


Авиадвигателестроения Административное право Административное право Беларусии Алгебра Архитектура Безопасность жизнедеятельности Введение в профессию «психолог» Введение в экономику культуры Высшая математика Геология Геоморфология Гидрология и гидрометрии Гидросистемы и гидромашины История Украины Культурология Культурология Логика Маркетинг Машиностроение Медицинская психология Менеджмент Металлы и сварка Методы и средства измерений электрических величин Мировая экономика Начертательная геометрия Основы экономической теории Охрана труда Пожарная тактика Процессы и структуры мышления Профессиональная психология Психология Психология менеджмента Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении Социальная психология Социально-философская проблематика Социология Статистика Теоретические основы информатики Теория автоматического регулирования Теория вероятности Транспортное право Туроператор Уголовное право Уголовный процесс Управление современным производством Физика Физические явления Философия Холодильные установки Экология Экономика История экономики Основы экономики Экономика предприятия Экономическая история Экономическая теория Экономический анализ Развитие экономики ЕС Чрезвычайные ситуации


Определение коэффициента теплопроводности металлов

  
Метод определения коэффициента теплопроводности металлов, применяемый в этой работе, основан на измерении количества теплоты Q, проходящего в единицу времени через поперечное сечение цилиндрического образца.
Как известно:
                          (1)
где k – коэффициент теплопроводности, а gradT – градиент температуры в направлении, перпендикулярном сечению образца S.
Постоянство градиента температуры обеспечивается нагреванием одного из торцов образца в электрической печи с заданной температурой и охлаждением его второго торца проточной водой, имеющей постоянную температуру t, а также тепловой изоляцией боковой поверхности образца.
Количество теплоты Q, переносимое через образец и передаваемое воде в единицу времени, равно:
                              (2)
где m - масса воды, протекающей за единицу времени, c – ее удельная теплоемкость, t2 – температура, до которой нагревается вода, проходящая мимо охлаждаемого конца образца.
Пренебрегая утечкой тепла через боковую поверхность и, приравнивая друг другу правые части формул (1) и (2), получаем следующее выражение для коэффициента теплопроводности:
                         (3)
Примечание.
Разность температур t1-t2 и t3-t4 удобно измерять двумя дифференциальными термопарами медь-константан, в цепь которых включены для измерения термоэлектродвижущей силы Е1 и Е2 одинаковые гальванометры. В этом случае E1=k(t2-t1) и E2=k(t4-t3), где k – один и тот же коэффициент пропорциональности, а Е1 и Е2 – показания гальванометров.
Таким образом, в формуле (7) отношение разностей температур равно:

Описание установки
Исследуемый образец представляет собой изготовленный из красной меди цилиндрический стержень 4, имеющий диаметр сечения мм. Один из торцов образца помещен в печь 1. Второй его торец введен в стеклянный холодильник 3. Теплоизоляция стержня осуществляется слоем асбеста толщиной ~10 мм, на который надета трубка 2. В стержне высверлены два гнезда, в которые сквозь теплоизоляцию вставлены термометры T3 и T4. (см. рис.)


рис.
Проточная вода поступает в холодильник 3, омывает один из концов стержня и выходит через трубку с краном 6, в которой имеется гнездо для термометра Т2. С помощью крана 6 регулируется расход воды.
Вода поступает в холодильник из сосуда 7, в котором имеется отвод для поддержания в нем постоянства уровня воды. Сосуд 7 сверху открыт и в него вводится трубка, через которую из водопровода поступает вода, и термометр Т1, предназначенный для измерения начальной температуры проточной воды.

Выполнение работы

  1. Штангенциркулем измеряется расстояние L между средними линиями термометров T3 и T4. Зная диаметр D стержня 4, вычисляем площадь сечения S:

                                 (4)

  1. Включается нагреватель 1, при помощи автотрансформатора устанавливаем на нем 120 в, через холодильник 3 пропускается вода.
  2. При помощи крана 6 устанавливается определенный расход воды в холодильнике, который измеряется при помощи секундомера и мензурки. Масса m воды, протекающая в единицу времени через холодильник, равна:

                                   (5)
где V – объем воды, вытекший за время , а  - ее плотность.

  1. После установки стационарного режима, которому соответствует неизменность показаний термометров Т1, Т2, Т3 и Т4, производится измерение температур t1 и t2 в сосуде 7 и на выходе холодильника 3, а также температур t3 и t4 в гнездах термометров T3 и Т4. Две последние величины определяют градиент температуры вдоль стержня:

                        (6)
где l – расстояние между точками на стержне, в которых измеряются температуры t3 и t4.
На основании формул (3) – (6) вычисляется коэффициент теплопроводности k:
                            (7)





 

Читайте также:

Определение коэффициента внутреннего трения методом Стокса

Термопарный манометр - вакууметр

Определение коэффициента Пуассона по методу Клемана и Дезорма

Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости по методу открывания кольца

Изучение зависимости коэффициента поверхностного натяжения от температуры по методу максимального давления в пузырьке

Вернуться в оглавление: Физика

Просмотров: 4930

 
 

© studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам. Ваш ip: 54.145.176.252