Порядок выполнения работы. 1. Записать в лабораторный журнал данные, определяющие условия проведения

1. Записать в лабораторный журнал данные, определяющие условия проведения эксперимента, и погрешности измерительных приборов:

Длина проволоки L = 505мм.

Радиус проволоки r₂= 0,05 мм.

Внутренний радиус трубки r₁= 3,5 мм.

Температурный коэффициент сопротивления

вольфрама a_T = 0,0051 K^-1

Эталонное сопротивление R_э=0,1 Ом

Комнатная температура T₁= K

Сопротивление нити (при T₁ =293 К) R₁=2,54 Ом

2.Нарисовать таблицу 1.

Таблица 1

N	U_П,В	U_R,мВ	I,A	R₂,Ом	Р, Вт	T₂,K	Т_1—Т₂, K	W_изл, Дж	l,
1.
2.
3.
4.

3. Убедиться, что все приборы выключены. Повернуть регулятор напряжения блока питания против часовой стрелки до упора.

4. Убедиться в том, что цифровой прибор подключен соединительными проводами к разъемам “Вольтметр” установки, а разъемы “Источник питания” блока питания подключены к разъемам “Источник питания” установки.

5. Включить тумблером “Сеть” блок питания. Он должен прогреться в течение 10 мин.

6. Включить тумблер “Источник питания”. При этом на пульте должна загореться правая лампочка.

7. Тумблер “U_П / U_R” установки включить в положение U_П.

8. Нажать кнопку цифрового прибора, выбрав диапазон 20 В. Включить цифровой прибор, при этом его индикаторы должны показывать “0”.

9. Регулятором напряжения установить значение напряжения на проволоке равное 2 В. Вследствие тепловой инерции измерительной ячейки переход от одного установившегося теплового состояния к другому происходит через определенный интервал времени, увеличивающийся с ростом тока в цепи. О достижении стационарности процесса можно судить по показаниям вольтметра: направленное изменение напряжения сменяется небольшими случайными колебаниями около некоторого среднего значения, которое и следует записывать в таблицу результатов измерений.

10. Тумблер “U_П/ U_R” установки переключить в положение U_R . Нажать кнопку цифрового прибора, выбрав диапазон 200 мВ. Записать значение напряжения на сопротивления R_Эв таблицу.

11. Нажать кнопку цифрового прибора, выбрав диапазон 20 В. Переключить тумблер “U_П / U_R” снова в положение U_П.

12. Повторить измерение согласно п.8-11 для значений напряжения на проволоке U_П = 3; 4; 5 (В).

13. По окончании измерений регулятор напряжения блока питания повернуть против часовой стрелки до упора. Выключить цифровой прибор. Тумблер источника питания установить в положение «Выкл».

Обработка результатов измерений

1. На основании формулы (14) для каждого значения U_R рассчитать соответствующее ему значение I , а затем из (13) определить величину сопротивления проволоки R₂. Полученные опытные данные записать в таблицу.

2. Из формулы (9) найти значение Т₂, рассчитать Т₂- Т₁, результат занести в таблицу.

3. Используя формулу Р = I U_П, рассчитать мощность, выделяемую при прохождении электрического тока I по вольфрамовой проволоке для каждого его значения. Записать результат в таблицу.

4. Рассчитать величину l для каждого значения Т₂и сравнить с табличными значениями с учетом погрешности измерения.

5. Построить график зависимости l=l (Т₂).

6. Показать, что при данных условиях эксперимента энергия излучения W_изл составляет несколько процентов от энергии Р, выделяемой текущим по проволоке током. Для этого рассчитать W_изл вольфрамовой проволоки по формуле (12) и сравнить со значениями Р.

Контрольные вопросы

1. Что такое теплопроводность? Объяснить это явление на основании положений молекулярно-кинетической теории.

2. Записать закон Фурье для теплопроводности и дать его формулировку.

3. Определить физический смысл градиента температуры?

4. Какой физический смысл имеет коэффициент теплопроводности? От чего он зависит?

5. Что такое поток тепла, куда он направлен?

6. Что такое явление переноса? Какие явления переноса вы знаете.

7. Выведите рабочую формулу (7). Что необходимо знать, чтобы рассчитать коэффициент теплопроводности?

8. Как рассчитываются в данной работе температура, сопротивление и мощность, выделяемая на вольфрамовой проволоке при изменении тока в цепи? Как зависит сопротивление проволоки от температуры?

9. Указать источники погрешностей измерений.

10. Запишите и сформулируйте закон Стефана – Больцмана

11. Какая энергия теряется на излучение?

12. Как определяется понятие температуры в молекулярно-кинетической теории?

Лабораторная работа № 2

ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОЁМКОСТИ ВОЗДУХА