Лабораторные работы по физике полимеров

Скачать 424.18 Kb.

Название	Лабораторные работы по физике полимеров
страница	3/8
Тип	Лабораторная работа

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Лабораторная работа

1 2 3 4 5 6 7 8

Лабораторная работа №5
Определение коэффициента теплопроводности методом температурного градиента

Цель работы: ознакомление с определением коэффициента теплопроводности методом температурного градиента.

Оборудование: парообразователь, набор образцов, диск из эталонного материала, термометры, нагреватель и холодильник, штангенциркуль.

Обоснование метода

Количество теплоты (Q), переданное через однородный слой толщиной (χ) и площадью (S) за время (τ) при разности температур (Т2 -Т1), определяется законом Фурье:

, (1)

где λ- коэффициент теплопроводности тела.

Физический смысл коэффициента теплопроводности заключается в том, что он численно равен количеству тепла, которое переносится в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную к направлению распространения тепла, при единичном градиенте температур.

Единицей измерения коэффициента теплопроводности в СИ является 1 ватт на кельвин-метр (Вт/К*м).

Знак «минус» в выражении (1) учитывает тот факт, что тепло распространяется в сторону уменьшения температуры (против градиента температуры) . Значение коэффициента теплопроводности может быть определено из закона Фурье, если известны величины Q , S, τ и (Т2 -Т1)/χ, . Однако прямое измерение количества тепла сопряжено с определёнными трудностями. В данной работе величина (Q) не измеряется, а находится методом температурного градиента в многослойной системе.
Схема установки изображена на рис. 1.

Нагреватель (Н) и холодильник (Х) предназначены для создания стационарного градиента температур в исследуемом образце (И) и эталонном образце (Э). Для этой цели через холодильник постоянно пропускается проточная вода, а через нагреватель – пар из парообразователя. Эталонный и исследуемый образцы выполнены в виде дисков одинакового диаметра, толщина которых мала по сравнению с их диаметрами, что даёт возможность пренебречь потерями тепла через боковые поверхности.

Термометры (Т1,Т2,Т3) позволяют измерить температуры в средней части металлических пластин (С1,С2,С3), хорошо проводящих тепло. Так как теплопроводность металла значительно выше, чем теплопроводности материалов, из которых изготовлены образцы (И) и (Э), то температуры во всех очках металлической пластины можно считать одинаковыми и равными температуре поверхностей слоев, прилегающих к данной пластине.

При рассмотрении измерения температуры вдоль оси ОХ (см. рис. 1) предполагается, что температура внутри исследуемого и эталонного образцов вдоль оси изменяется линейно. Следовательно, градиенты температур в этих образцах определяются следующим образом:

для исследуемого образца (И):

; (2)
для эталонного образца (Э):

; (3)

где χи и χэ – толщины образцов.

Поток тепла, проходящий через исследуемый образец, равен потоку тепла, проходящему через эталонный образец, тогда из выражений (1), (2), (3) можно записать:

,

откуда

(4)

В данной работе в качестве эталонного вещества используется эбонит,

коэффициент теплопроводности которого равен

.

Выполнение работы

1. С помощью штангенциркуля измерить толщину эталонного и исследуемого образцов. Результаты занести в таблицу.

2. Собрать установку, руководствуясь рис. 1 и 2. Необходимый тепловой контакт между отдельными пластинами создаётся при помощи стягивающих винтов.

3. Заполнить парообразователь на ¾ водой и соединить его с нагревателем (Н). Свободный конец резинового шланга, используемого для вывода пара из нагревателя, поместить в сосуд для сбора образующейся из пара воды.

4. Резиновый шланг соединить с холодильником (Х). Шланг для слива воды опустить в сосуд.

5. Установить термометры в соответствующие гнезда.

6. Поставить парообразователь на электроплитку и включить её в сеть.

7. Непрерывно и медленно наливать в ёмкость холодную воду.

8. При установлении стационарного процесса (показания термометров не изменяются) снять показания с термометров и результаты занести в таблицу.

9. Заменить исследуемый образец и провести аналогичные измерения. Результаты занести в таблицу.

10. Сравнить полученные коэффициенты теплопроводности с табличными значениями.

11. Определить абсолютную и относительную погрешность измерения.

Контрольные вопросы

1. В чем состоят различие и сходство механизма теплопроводности для газов и твёрдых тел?

2. Каков физический смысл коэффициента теплопроводности?

3. Каково назначение пробкового слоя на стволах многолетних деревьев?

1 2 3 4 5 6 7 8

Похожие:

	Контрольные измерительные материалы огэ по физике содержат ...		Контрольные измерительные материалы огэ по физике содержат ...
	Пробный экзамен по физике в 11 классах маоу сош №1 Содержание экзаменационной работы соответствует Федеральному компоненту государственного стандарта основного общего и среднего (полного)...		Инструкция по охране труда при выполнении лабораторных работ раздела... Данная инструкция по охране труда при выполнении лабораторных работ по молекулярной физике и тепловым явлениям в кабинете физики...
	Инструкция по охране труда при проведении лабораторных работ и лабораторного... Содержание инструктажа по тб для учащихся при выполнении плановой лабораторной работы		Инструкция по охране труда при проведении лабораторных работ и лабораторного... Содержание инструктажа по тб для учащихся при выполнении плановой лабораторной работы
	Инструкция для специалиста по физике, участвующего в проведении основного... Специалист по физике проверяет готовность аудитории к проведению экзамена: соблюдение условий безопасного труда, наличие комплектов...		Одной стороны, и Открытое акционерное общество «Ангарский завод полимеров» (оао «азп») «Ангарский завод полимеров» (оао «азп»), именуемое в дельнейшим «Заказчик», в лице Генерального директора Лубинского Игоря Васильевича,...
	Лукашик В. И. Сборник задач по физике. Для 7-8 кл общеобразоват учреждений. 28-е изд Сборник нормативных документов. Физика. /Сост. Э. Д. Днепров, А. Г. Аркадьев. М.: Дрофа, 2010. Программа основного общего образования...		Инструкция по выполнению работы Для выполнения экзаменационной работы по физике отводится 3 часа В заданиях 1–4, 8–10, 14, 15, 20, 24–26 ответом является целое число или конечная десятичная дробь. Число запишите в поле ответа...
	Лабораторный практикум по дисциплине Лабораторные работы должны выполняться в той последовательности, в которой они приводятся в данной разработке		Календарный план циклов последипломной подготовки на 2014 год № Фельдшера-лаборанты, медицинские лабораторные техники со стажем работы более 5 лет
	Российской федерации научно-методический совет по физике Г. Г. Спирин, зав кафедрой маи (ТУ), член Президиума нмс по физике, член Координационного совета по дисциплинам ен-цикла		«Поставка (с монтажом) технологического оборудования для производства... ...
	Рабочая программа по физике (базовый уровень) Ю. А. Панебратцева (Москва, «Просвещение», 2010 г.) и рабочей программы по физике предметной линии учебников «Сферы»: Д. А. Артеменков,...		Методические указания для студентов по выполнению лабораторных работ... Программой предусмотрены наряду с теоретическими занятиями, занятия практического характера – лабораторные работы

Руководство, инструкция по применению

Лабораторные работы по физике полимеров

Лабораторная работа №5 Определение коэффициента теплопроводности методом температурного градиента

Похожие:

Лабораторная работа №5
Определение коэффициента теплопроводности методом температурного градиента