Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Методика измеренийПри измерении коэффициента теплопроводности газов необходимо иметь в виду, что существует целый ряд факторов, которые могут повлиять на результат опыта. Укажем некоторые из них. Перенос теплоты в газах происходит тремя способами: тепловым излучением (перенос энергии электромагнитными волнами), конвекцией (перенос энергии за счет перемещения слоев газа в пространстве из областей с высокой температурой в области с низкой температурой) и теплопроводностью. Лабораторная установка для определения коэффициента теплопроводности сконструирована таким образом, чтобы перенос теплоты происходил в ней, в основном, за счет теплопроводности. Рассмотрим две длинные коаксиальные цилиндрические поверхности, пространство между которыми заполнено газом, коэффициент теплопроводности которого необходимо измерить. На рис.2 показано поперечное сечение этих поверхностей. Температуры и радиусы внутренней и внешней цилиндрических поверхностей соответственно обозначим через и .
Рис. 2 Температуры слоев газа, прилегающих к поверхностям, равны температурам соответствующих поверхностей. Выделим внутри газа кольцевой слой радиусом , толщиной и длиной . В соответствии с законом Фурье тепловой поток , т.е. количество теплоты, проходящее через этот слой за одну секунду, можно записать в виде: , (2.1)
Следовательно . (2.2) Это дифференциальное уравнение можно решить методом разделения переменных: . (2.3) Считая коэффициент теплопроводности постоянным в исследуемом диапазоне температур и интегрируя обе части уравнения (2.3), получаем: . (2.4) Отсюда: . (2.5) Из уравнения (2.5) находим формулу для определения коэффициента теплопроводности: (2.6) где – разность температур в слое газа. Таким образом, для определения коэффициента теплопроводности необходимо знать разность температур в слое газа и величину теплового потока . В качестве внутреннего цилиндра может быть использована металлическая нить. Нить нагревают,×пропуская через нее электрический ток. Разность температур в слое газа можно найти косвенным методом, измеряя электрическое сопротивление нити при двух различных температурах и . Запишем формулы для определения сопротивлений нити и для двух значений температуры: ; (2.7) , (2.8)
Вычитая из уравнения (2.7) уравнение (2.8), получим , где – разность температур. Выражая отсюда и подставляя его в формулу (2.8), получаем выражение для разности температур: . (2.9) Соединим последовательно с нитью эталонный резистор, имеющий сопротивление . При последовательном соединении ток, протекающий через эталонный резистор, равен току, протекающему через металлическую нить: .
Тогда ; отсюда ,
Следовательно, ; ,
Используя в качестве эталонного сопротивления резистор с малым значением температурного коэффициента, можно полагать, что . Тогда получаем: ,
Тепловой поток q, создаваемый путем нагрева нити постоянным током, определяется по формуле , (2.10) где R р1 – сопротивление эталонного резистора. Подставляя найденные D T и q в формулу (2.6), можно рассчитать коэффициент теплопроводности.
|