Выполнение работы

1. Включите нагреватель и откройте воду, протекающую через холодильник.

2. Через 5–7 минут на нагревателе установится заданная преподавателем температура. Через каждые 3–4 минуты снимите показания термометров и занесите их в таблицу:

мин
t 1 C0
t 2 C0
t 3 C0

Следите за установлением стационарного процесса. Когда показания каждого термометра перестанут изменяться, значит стационарный процесс наступил.

Установившиеся температуры занесите в таблицу и рассчитайте К _1.

Повторите опыт для других температур.

№	t 1, C°	t 2, C°	t 3, C°	K 1	D K 1		K ист = < K >±<D K >

Расчет погрешности

Относительная ошибка измерения коэффициента теплопроводности:

Абсолютная ошибка:

ΔК₁ = К₁. ε

Задачи

1. При нагревании тела градиент температуры направлен вдоль оси +ОУ. В каком направлении происходит перенос тепла?

Ответы: 1)–ОУ; 2) +ОУ; 3) –ОZ; 4) +ОZ; 5) +ОХ.

2. В жидкости градиент концентрации примеси направлен вдоль оси +ОХ. В каком направлении происходит перенос массы примеси?

Ответы: 1) –ОХ; 2) +ОУ; 3) –ОZ; 4) +ОZ; 5) –ОУ.

3. На рисунке качественно показано распределение

скорости потока жидкости по сечению круглой трубы. Укажите направление силы вязкого трения, действующей на трубу.

Ответы: 1) +ОУ; 2) +ОZ; 3) –ОУ; 4) +ОХ; 5) –ОХ.

4. Средняя длина свободного пробега молекул гелия при нормальных условиях 0,263 мкм. Определить коэффициент диффузии гелия при этих условиях.

Ответы: 1) 53 мм²/с; 2) 92 мм²/с; 3) 130 мм²/с; 4) 15 мм²/с; 5) 80 мм²/с.

5. Какой толщины следовало бы сделать деревянную стену здания, чтобы она давала такую же потерю теплоты, как кирпичная стена толщиной d =40 см при одинаковой температуре внутри и снаружи здания. Коэффициент теплопроводности кирпича и дерева равны соответственно: К_к =0,7 Вт/(м^.К), К_Д =0,175 Вт/(м^.К)

Ответы: 1) 10 см; 2) 33см; 3) 18 см; 4) 6см; 5) 13 см.

6. Для расчета отопительной системы необходимо найти потерю теплоты 1 м² стены здания в течения суток. Толщина стены d =50 см, температура стены внутри и снаружи здания соответственно равны t ₁=18⁰С и t ₂=–30⁰С, коэффициент теплопроводности стены К =0,2 Вт/(м*К).

Ответы: 1) 5,3^.10⁵ Дж; 2) 16,6^.10⁶ Дж; 3) 6,3^.10⁶ Дж; 4) 9^.10⁶ Дж; 5) 10⁷ Дж.

Контрольные вопросы

1. Какие явления переноса вам известны?

2. Какие условия необходимы, чтобы возникли эти явления?

3. Что переносится при теплопроводности, диффузии?

4. Физический смысл коэффициентов теплопроводности и диффузии.

5. Что такое градиент температуры и куда он направлен?

6. В чем заключается метод температурного градиента. Что понимают под стационарным процессом?

7. Вывод рабочей формулы.

Литература

1. Савельев И. В. Курс общей физики, т. 1. М.: Наука, 1989. с. 277, 281, 281–291.

2. Трофимова Т. И. Курс физики. М.: Высшая школа, 2002, с.95.

3. Детлаф А. А., Яворский Б. М. Курс физики, М.: Высшая школа, 1989, с115–117.

Лабораторная работа 1.12