17 ракова. Отчет по лабораторной работе 17 Определение теплопроводности газов методом нагретой нити
 Скачать 216 Kb.
|
|
Федеральное агентство по образованию Государственное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В.Плеханова Кафедра общей и технической физики ОТЧЕТ по лабораторной работе № 17 Определение теплопроводности газов методом нагретой нити. Выполнила студентка группы ОНГ-10-2 Ракова К.А. Дата выполнения 25.03.2011 Оценка ______________________ Проверил: Чернобай В.И. Санкт-Петербург 2011 Цель работы: определить коэффициент теплопроводности воздуха при атмосферном давлении и разных температурах по теплоотдаче нагреваемой током нити в цилиндрическом сосуде. Краткое теоретическое содержание. В работе используются: вертикальная трубка с двойными стенками с натянутой внутри проволокой; магазин сопротивлений; эталонное сопротивление 10 Ом и нагрузочное сопротивление; гальванометр; источник питания; термостат. При отсутствии конвекции процесс переноса тепла замедляется, но не прекращается. Он происходит благодаря теплопроводности газа, связанной с тепловым движением молекул. Выравнивание температуры получается при этом из-за непрерывного перемешивания "горячих" и "холодных" молекул, происходящего в процессе их теплового движения и не сопровождающегося макроскопическими перемещениями газа. В данной работе исследуется этот случай. Для цилиндрически симметричной установки, в которой поток тепла направлен к стенкам цилиндра от нити, расположенной по его оси, справедлива формула:  [1]Уравнение [1] может служить для определения коэффициента теплопроводности . При этом нужно знать радиусы нити r, цилиндра rц, длину цилиндра L, поток тепла Q и разность температур газа у поверхностей нити и цилиндра Tr – Tц. Нить цилиндра нагревается электрическим током. После того как устанавливается стационарный режим, тепловой поток Q становится равен Джоулевому теплу, выделяемому в нити, которое тепло легко рассчитать, зная сопротивление нити и силу протекающего по ней тока. Экспериментальная установка.  Проволока 1 натянута между упорами 3-4 внутри трубки 2. Трубка имеет двойные стенки, между которыми циркулирует вода с заданной температурой. Температура стенок трубки поддерживается термостатом 10, который управляется с пульта 12. Нить нагревается электрическим током, ее температура определяется по изменению электрического сопротивления. Нить 1 включена в схему измерительного моста Уитстона, состоящего из магазина сопротивлений 8, гальванометра 9, нагрузочного 7 и эталонного сопротивлений 6. Параметры моста подобраны таким образом, что при балансе моста сопротивление магазина сопротивлений в 10 раз больше сопротивления нити. Вся схема подключена к источнику питания Е, параметры которого задаются с пульта 11. Технические характеристики установки: - диаметр проволоки (1) 0,1 мм; - внутренний диаметр трубки (5) 8 мм; - длина проволоки (1) 0,5 м; - материал проволоки вольфрам; - коэффициент температурного сопротивления  - величина  3,5 Ом;- величина  35 Ом.Основная рабочая формула.  , где: -коэффициент тепловодности,r - радиус нити, R -радиус цилиндра, L - длина цилиндра , Q - поток тепла,  - разность температур газа у поверхностей нити и цилиндра.Таблица результатов измерений.
график зависимости  .
 Таблица определения коэффициента теплопроводности.
Вычисления и результаты.                 График зависимости 
 Погрешность прямых измерений.     Погрешность косвенных измерений.     Вывод: В ходе лабораторной работы был определен коэффициент теплопроводности воздуха при атмосферном давлении и разных температурах по теплоотдаче нагреваемой током нити в цилиндрическом сосуде. |
