Главная страница
Навигация по странице:

  • МИНИСТЕРСТВО НАУКИ и высшего образования РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

  • «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра общей и технической физики Отчет

  • ФИЗИКА (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)Тема: «

  • ГС-21-1

  • Краткое теоретическое содержание

  • Законы и соотношения, лежащие в основе лабораторной работы

  • Основные расчетные формулы

  • Погрешность косвенных измерений

  • Погрешности прямых измерений

  • Примеры вычислений

  • Перепад температур на исследуемой пластине

  • Среднее значение коэффициента теплопроводности

  • Сравнение экспериментального значения с табличным

    		•

    18 виртуальня. Отчет по лабораторной работе 18 По дисциплине


    Скачать 396.65 Kb.
    НазваниеОтчет по лабораторной работе 18 По дисциплине
    Дата19.04.2023
    Размер396.65 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файла18 виртуальня.docx
    ТипОтчет
    #1075413

    ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



    МИНИСТЕРСТВО НАУКИ и высшего образования РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

    федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

    высшего образования

    «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
    Кафедра общей и технической физики

    Отчет по лабораторной работе №18

    По дисциплине ФИЗИКА

    (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

    Тема: «Определение коэффициента теплопроводности твердых тел»

    Автор: студент гр. ГС-21-1 _____________ Шумер А.В.

    (подпись) (Ф.И.О.)

    Дата: апреля 2022 г.
    ПРОВЕРИЛ: ____________

    (должность) (подпись) (Ф.И.О.)

    Санкт- Петербург

    2021
    Цель работы
    Определить коэффициент теплопроводности твердого тела методом сравнения с теплопроводностью эталонного образца из известного материала.


    Краткое теоретическое содержание



    1. Явление, изучаемое в работе



    Теплопроводность.



    1. Определения


    Теплопроводность – это перенос теплоты структурными частицами вещества (молекулами, атомами, электронами) в процессе их теплового движения.

    Явление переноса – явление, состоящее в возникновении направленного переноса массы (диффузия), количества движения (внутреннее трение) и энергии (теплопроводность).
    Коэффициент теплопроводности – физическая величина, характеризующая и численно равная плотности потока энергии при градиенте температуры равном единице.
    Градиент температуры – характеристика, показывающая направление наискорейшего возрастания температуры в зависимости от направления среды (увеличение или уменьшение температуры по направлению среды).

    Поток- это количество любой физической величины, переносимое в единицу

    времени через воображаемую поверхность, перпендикулярно направлению переноса.
    Плотность потока - называется количество физической величины, переносимое в

    единицу времени через единичную площадку, перпендикулярно направлению переноса.


    1. Законы и соотношения, лежащие в основе лабораторной работы


    Закон Фурье – тепловой поток направлен против градиента температуры, а количество теплоты, проходящее через единицу площади изотермической поверхности за единицу времени, пропорционально модулю температурного градиента.


    , где
    , ;

    , ;

    , ;

    , .

    Элементарный поток тепла, переносимый через однородную пластинку

    , где
     - коэффициент теплопроводности, характеризующий свойства среды, Вт/(м ;

    S – площадь пластинки, м2;

    - разность температур, К;

    d –толщина пластинки, м.

    Схема установки


    1. Нагреватель

    2,3. Пластины

    4. Холодильник

    5. Стенки

    6. Блок питания

    7. Термостат

    8,9,10. Термопары

    11,12,13. Табло с температурами

    Основные расчетные формулы

    Коэффициент теплопроводности исследуемой пластины



    d1 - толщина перегородки эталона, м;

    d2 – толщина перегородки исследуемого материала, м;

    - коэффициент теплопроводности эталона, Вт/(м ;

    – разность температур, К.

    Перепад температур на эталонной пластине

    = Т1 – Т2, где

    Т1 - температура на 1 термопаре, К;

    Т2 – температура на 2 термопаре, К.

    Перепад температур на исследуемой пластине

    = Т2 – Т3, где

    Т1 - температура на 2 термопаре, К;

    Т2 – температура на 3 термопаре, К.

    Среднее значение коэффициента теплопроводности



    n- количество значений.

    Погрешность косвенных измерений



    Таблицы

    Таблица №1

    «Определение результатов эксперимента»

    Физ. Величина

    Ед. измер.

    Номер эксп
    U
    T1
    T2
    T3










    B






    K
    K
    Вт/м

    Вт/м

    Вт/м

    1
    25
    20,01
    20,01
    20,00
    0
    0,01

    204
    0

    202,45

    2
    50
    20,05
    20,03
    20,00
    0,02
    0,03
    181,33

    3
    75
    20,12
    20,07
    20,00
    0,05
    0,07
    194,29

    4
    100
    20,22
    20,12
    20,00
    0,10
    0,12
    226,67

    5
    125
    20,34
    20,19
    20,00
    0,15
    0,19
    214,74

    6
    150
    20,48
    20,28
    20,00
    0,20
    0,28
    194,29

    7
    175
    20,66
    20,38
    20,00
    0,28
    0,38
    200,42

    8
    200
    20,86
    20,49
    20,00
    0,37
    0,49
    205,38


    Таблица №2

    «Технические данные прибора»

    №

    п.п.
    Название прибора
    Пределы измерений
    Число делений
    Цена деления
    Класс точности
    Абсолютная приборная погрешность

    1
    Термостаты 1,2
    99,99
    -
    -
    -
    0,01

    2
    вольтметр
    999
    -
    -
    -
    1

    3
    Амперметр
    9,99
    -
    -
    -
    0,01

    4
    Термостат 3
    99









    1

    Исходные данные

    Эталонная пластина

    Материал – алюминий

    d1 =30 мм - толщина

    = 204 Вт/м – коэффициент теплопроводности алюминия

    Исследуемая пластина

    Материал – алюминий

    d2 = 40 мм – толщина

    Погрешности прямых измерений








    Примеры вычислений

    Перепад температур на эталонной пластине
    = Т1 – Т2 = 20,05 – 20,03=0,02 К.

    Перепад температур на исследуемой пластине

    = Т2 – Т3 = 20,03- 20,00 = 0,03 К.

    Коэффициент теплопроводности исследуемой пластины



    Среднее значение коэффициента теплопроводности



    Вычисление погрешности косвенных измерений

    = 35,429 Вт/м

    Окончательный результат

    «Экспериментальное значение коэффициента теплопроводности железа»



    Сравнение экспериментального значения с табличным







    Вывод

    В ходе лабораторной работы было изучено явление теплопроводности, а также был определен коэффициент теплопроводности железа методом сравнения с теплопроводностью эталонного материала (алюминий). Можно заметить, что полученное экспериментальное значение расходится с табличными примерно на 0,8%.

    написать администратору сайта