Порядок выполнения работы. 1. Снимают с электроплитки исследуемый образец и внутренний сосуд калориметра.

1. Снимают с электроплитки исследуемый образец и внутренний сосуд калориметра.

2. Включают в сеть электроплитку (тумблер SA1) и терморегулятор (тумблер SA3). Тумблер SA2 ставят в положение 1.

3. Массу внутреннего сосуда калориметра m₁ определяют взвешиванием на технических весах.

4. Наливают воду во внутренний калориметр до метки и определяют ее массу m₂.

5. Толщину и площадь образца измеряют с помощью штангенциркуля.

6. Помещают образец на электроплитку.

7. Когда на поверхности электроплитки установится постоянная температура Т_n (при этом показание термометра 5 должно оставаться неизменным), записывают ее в таблицу.

8. Устанавливают калориметр с водой на исследуемый образец и опускают в воду терморезистор 4.

9. Замечают время и определяют с помощью терморезистора 4 начальную температуру Т₀ воды и калориметра. Для этого, переключив тумблер SA2 в положение 2 записывают показания микроамперметра и по графику определяют температуру Т₀.

10. Затем, через 10, 20, 30, 40 минут, измеряют температуру Т воды и калориметра с помощью терморезистора (см. п.9).

11. Теплопроводность образца К для 4-х интервалов вычисляют по формуле:

где С₁=0, 896 кДж/кг^.К и С₂=4, 19 кДж/кг^.К – удельные теплоемкости соответственно калориметра и воды; С₃m₃=8, 7 Дж/К – теплоемкость терморезистора 4.

12. Точность измерений оценивают по отклонению среднего значения К от результатов отдельных измерений с учетом коэффициентов Стьюдента.

13. Результаты измерений и вычислений записывают в таблицу.

Таблица 1

№ изм.

х, мм

m1 кг

m2 кг

Тn K

I0 мкА

T0, K

r, c

I, мкА

Т К

К Вт/ (мк)

Вт2/(мк)2

Вт/(мк)

Вт/ (мк)

Вывод

14. Составляют отчет по установленной схеме.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Терморегулятор в данной работе поддерживает постоянную температуру на поверхности электроплитки. В его конструкции используется стеклянный ртутный электроконтактный термометр типа ТПК, принцип работы которого основан на изменении объема термометрической жидкости в зависимости от температуры измеряемой жидкости в зависимости от температуры измеряемой среды, и на способности ртути служить проводником электрического тока при замыкании контактов (вольфрамовая нить – ртуть).

Настройка термометра на требуемую температуру контактирования производится с помощью магнитного приспособления, вращая которое можно поднимать или опускать конец вольфрамовой нити в капилляре термометра, устанавливая его на отметке заданной температуры контактирования.

В схеме терморегулятора, изображенной на рис. 3, можно выделить две электрические цепи, I и II.

Рис. 3

Первая цепь, состоящая из реле Р, выпрямителя на диодах UZ, понижающего трансформатора TV, контактов термометра (терморегулятора). Вторая цепь состоит из электроплитки ЕК, источника переменного тока на 220 В и двух тиристоров VS1 и VS2.

Резервуар электроконтактного термометра соприкасается с поверхностью ЕК. Если температура ЕК ниже температуры, установленной на контактах SK термометра, они разомкнуты. При этом выключатель SF замкнут, тиристоры VS1 и VS2 открыты, цепь ЕК замкнута, электроплитка и термометр нагреваются.

Когда ртуть в капилляре термометра коснется конца вольфрамовой нити, установленного на заданной температуре, сбрасывает реле Р, контакты SF размыкаются, тиристоры VS1 и VS2 запираются, цепь электроплитки размыкается, ее температура понижается.

Таким образом, на поверхности электроплитки поддерживается постоянная температура, установленная на электроконтактном термометре.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Термометр на терморезисторе ТНГ – М состоит из датчика RK, измерительного моста и микрометра.

RK – терморезистор КМГ-14, рабочее тело которого состоит из смеси окислов марганца и кобальта.

R1, R2, R3 – сопротивления.

В одну диагональ моста подключается микроамперметр, во вторую – источник постоянного тока.

Датчик RK помещается в объект, температуру которого необходимо измерить.

Измерение сопротивления RK вызовет изменение тока в диагонали моста, регистрируемые микроамперметром.

Контрольные вопросы

1. Какова цель работы?

2. Физический смысл величин, используемых в процессе работы.

3. Какие физические законы и явления используются при выполнении работы?

4. Какой метод применяется для решения постановленной задачи?

5. Вывод расчетной формулы.

6. Как оценивается погрешность измерений и вычислений?