Лабораторная работа №6. Определение теплопроводности металлов методом стержня. Задание. Основные теоретические положения

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МЕТАЛЛОВ МЕТОДОМ СТЕРЖНЯ

 

Цель работы: углубление знаний по теории теплопроводности, изучение мето­дики экспериментального определения коэффициента теплопроводности металлов и полученью навыков в проведении экспериментальных работ.

 

В результате работы должны быть усвоены:

- физическая сущность процессов теплопроводности;

- содержание основного закона теплопроводности и его приложение к телам простой геометрической формы;

- понятие о коэффициенте теплопроводности и методах его определения.

Задание

1. Найти значение коэффициента теплопроводности материалов.

2. Сравнить полученные значения с табличными.

3. Составить отчет.

Основные теоретические положения

Интенсивность переноса тепла в твердом теле определяется температурным градиентом теплопроводности. Последний является физическим параметром и ха­рактеризует способность материала проводить тепло. Наибольшей теплопроводно­стью обладают металлы.

Значение коэффициента теплопроводности определяется экспериментальным путем. Одним из методов его определения является метод стержня.

Количество тепла, передаваемого с одного конца стержня на другой, может быть определено из общего уравнения теплопроводности при стационарном тепло­вом состоянии при условии отсутствия теплообмена между боковой поверхностью стержня и окружающей средой.

откуда

где  - коэффициент теплопроводности материала стержня;

L - длина стержня, м;

F - сечение стержня, ;

- время, с;

 и  - температура горячего и холодного концов стержня. °С.

Таким образом, для определения  экспериментальным путем необходимо из­мерить количество тепла, передаваемого через стержень за время , а также темпера­туру концов стержня.

Описание установки

Установка состоит из трех сосудов, соединенных стержнями: центральный со­суд 6 соединен с левым сосудом А стержнем из материала 3 с правым сосудом Б стержнем 8 из другого материала. Сосуды заливаются водой.

В центральном сосуде вода нагревается с помощью электронагревателя 7, питающегося от сети переменно­го тока через лабораторный автотрансформатор 4.

Сосуды с паянными в них стержнями помещены в ящик, заполненный теплоизоляционным материалом, для сни­жения тока тепла через боковую поверхность стержней. Температура воды в край­них сосудах измеряется термометрами

Рисунок 18. Схема лабораторной установки

1, 10 - термометры спиртовые; 2 - сосуд А; 3 - стержень А;  

4 - автотрансформатор лабораторный; 5 - вольтметр; 6 - сосуд центральный;        

7 - нагреватель воды электри­ческий;  8 - стержень Б; 9 - сосуд Б.

Таблица 6. 1 - Журнал наблюдений

Порядок проведения работы

После ознакомления с инструкцией и подготовки журнала наблюдений, полу­чить от преподавателя разрешение на проведение экспериментальной части. Залить в центральный сосуд 200 г воды, при этом уровень воды находится выше уровня стержней, впаянных в сосуд. Под наблюдением преподавателя включить нагрева­тель. После закипания воды в центральном сосуде отрегулировать ЛАТРом напря­жение, при котором наблюдается слабое кипение. Через 10-20 минут залить в край­ние сосуды по 200 г воды. После заливки воды в крайние сосуды производится из­мерение температуры через каждые 3 мин. в течение 12-18 минут и занести показа­ния в таблицу 2. По окончании замеров выключить нагреватель и откачать воду из сосудов.

Номер опыта	Время замера, мин	Интервал времени, мин	Температура				Примечание

 

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: