302_p306_B10_2010

Для выяснения влияния давления на величину коэффициента теплопроводности в установке предусмотрена возможность откачки воздуха с помощью электрического насоса 6. Электрический насос с помощью вакуумного шланга соединен с краном 7, который установлен на вакуумном баллоне 8 – форбаллон. Форбаллон служит для увеличения объема откачиваемого пространства, что необходимо для плавной работы насоса. На крышке форбаллона установлен вакуумметр 9. Для измерения давления в системе необходимо показания вакуумметра вычесть из величины атмосферного давления. При откачке воздуха из измерительной системы необходимо: включить насос, открыть кран 7.

Для напуска воздуха в систему на крышке форбаллона имеется натекатель 10. Откачав воздух до требуемого значения с помощью натекателя добиться того, чтобы стрелка вакуумметра остановилась на требуемом значении давления.

После окончания измерений, прежде чем выключить электрический насос, следует перекрыть кран 7, а затем уже выключить насос.

ВНИМАНИЕ!

Указанная последовательность операции при выключении насоса строго необходима, иначе масло, находящееся в насосе неизбежно попадет в форбаллон.

ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Перед началом эксперимента необходимо обеспечить водяное охлаждение измерительной трубы. Температуру воды, протекающей через рубашку, измерить термометром; для установления постоянной температуры в рубашке водяного охлаждения рекомендуется начать измерения не ранее чем через 10 минут.

2. Собрать цепь по схеме (рис. 4). В качестве источника питания

А

ИПТ

Рис. 4. Схема установки

152

используется прибор Б5-3, в качестве амперметра – прибор В7-22А. На приборе В7-22А нажать кнопки “мА” и “2000”, включить источник питания

иамперметр в сеть.

3.Сначала провести измерение начального сопротивления проволоки R1. Через проволоку пропускается малый ток (0.05 А), при котором температура проволоки практически не отличается от температуры стенок трубки. Напряжение измеряется цифровым вольтметром и начальное сопротивление определяется по закону Ома.

4.Для проведения дальнейших измерений установить при помощи источника питания путем подбора напряжения требуемый ток (I=0.2, 0.4, 0.6, 0.8 А), величина которого контролируется по амперметру. При переходе к каждому новому значению тока нужно выждать несколько минут до установления устойчивого значения напряжения. При токе нагрева I=0.6 А производятся измерения при различных давлениях воздуха в измерительной трубе ( Р = 200, 400, 600 мм. рт. ст.).

5.Рассчитать зависимость температуры проволоки от мощности нагрева W, построить ее график. Результаты занести в таблицу:

6. Определить величину коэффициента теплопроводности при различных температурах. Результаты занести в таблицу:

7.Определить величину коэффициента теплопроводности при различных давлениях, при какой-то одной температуре тока, проходящего через проволоку.

8.Оценить величину мощности излучения проволоки по закону Стефана– Больцмана.

153

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Назовите три механизма передачи тепла. В чем их физическая суть?

2.Каковы выражение и размерность коэффициента теплопроводности?

3.Как выводится размерность коэффициента теплопроводности?

4.Каков физический смысл коэффициента теплопроводности?

5.Как зависит χ от давления газа и от градиента температуры газа?

6.На каком принципе устроен сосуд Дьюара?

ЛИТЕРАТУРА

1.Матвеев А. Н. Молекулярная физика -М.: Высшая. школа, 1987.

2.Сивухин Л. В. Общий курс физики: Термодинамика и молекулярная

физика -М.: Наука, 1990.

3. .Булкин П.С. Общий физический практикум, Молекулярная физика

-М.: МГУ, 1988.

4.Бекнев В.С., Епифанов В.М., Леонтьев А.И. и др. Газовая динамика. Механика жидкости и газа / Под общ.ред. А.И. Леонтьева -М.: Издво МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997.

5.Луканин В.Н., Шатров М.Г., Камфер Г.М. и др. / Под ред. Луканина В.Н. Теплотехника. -М.: Высш. шк., 1999.

154