IV. Порядок выполнения работы.

1. Включить тумблер «ВКЛ» в модуле питания «СЕТЬ». При этом засветится индикатор. Записать значение температуры окружающего воздуха.

2. Включить тумблер «ВКЛ» в модуле «НАГРЕВ». При этом засветится соответствующий индикатор.

3. Нажать кнопку U_р (режим измерения падения напряжения на эталонном резисторе).

4. Установить регулятором «НАГРЕВ» напряжение U_рне более 0,06 В (не греющий ток).

5. Нажать кнопку U_н (режим измерения падения напряжения на нити) и записать показания цифрового индикатора напряжения.

6. Нажать кнопку U_ри установить ручкой «НАГРЕВ» напряжение на эталонном резисторе 0,5В.

7. Выждать 1-2 минуты для стабилизации теплового режима и измерить падение напряжения на нити U_н (нажать кнопку U_н).

8. Повторить пункты 6-7 для величины U_р в диапазоне 1-6 В с шагом 1В.

9. После измерений вывести ручку «НАГРЕВ» в крайнее левое положение и выключить установку.

V. Таблица результатов измерений.

1.Данные установки:

Длина нити ℓ = 0.4 м;

Диаметр нити d = 0.64 мм;

Внутренний диаметр трубки D = 26 мм;

Температурный коэффициент сопротивления α = 4.1·10^-3;

Сопротивление эталонного резистора R_р = 41 Ом.

2. Измерение падения напряжения на нити.

U_н0 = _______ В; U_р0 = _______ В; T = _______ К.

Таблица 1.

Uр, В	Uн, В	j, Вт/м2	ΔТ, К	λ, Вт/(м·К)
0.5
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0

VI. Обработка результатов измерений.

1. Рассчитать разность температур по формуле (3).

2. Для каждого значения U_р рассчитать плотность теплового потока по формуле (2).

3. Для каждого значения U_р определить коэффициент теплопроводности воздуха по формуле (1), полученные значения усреднить.

4. Построить графики зависимости j(ΔТ) и j(U_н/U_р). Сравнить их.

5. Сравнить полученное в п. 3 значение теплопроводности со справочным, определить относительное отклонение, сделать вывод о качестве эксперимента.

Контрольные вопросы

1. В чем сущность явлений переноса?

2. При каких условиях возникают явления переноса?

3. Выведите формулу (1) для теплопроводности воздуха в описываемом эксперименте.

4. Объясните физическую сущность закона Фурье.

5. Какова связь между температурой и средней кинетической энергией молекул?

6. Какой вывод можно сделать из сравнения графиков j(ΔТ) и j(U_н/U_р)?

7. Зависит ли теплопроводность газа от числа молекул в единице объема, от давления? Почему?

8. Сформулируйте зависимость теплопроводности газа от длины свободного пробега, средней скорости молекул, плотности и теплоемкости газа. Объясните физическую сущность полученного выражения.

1.19 «ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВЗАИМНОЙ ДИФФУЗИИ ВОЗДУХА И ВОДЯНОГО ПАРА»

I.Цель работы: определение коэффициента взаимной диффузии воздуха и водяного пара по скорости испарения жидкости из капилляра.

II.Описание установки

Для выполнения работы используется установка ФПТ1-4, общий вид которой представлен на рисунке 9.

Установка состоит из блока рабочего элемента и блока приборов, размещенных на основании. Блок рабочего элемента содержит микроскоп с рабочим элементом на предметном столике. Рабочий элемент снабжен измерителем, к подвижной части которого прикреплен корпус из оргстекла. В отверстии корпуса находится стеклянная трубка (капилляр) с водой.

Рисунок 9 – Общий вид установки ФПТ1-4

Для подсветки трубки при измерениях применяется фонарь, свет от которого передается к рабочему элементу по световоду из оргстекла. Яркость свечения фонаря устанавливается регулятором «Подсветка капилляра» на передней панели блока приборов. Время испарения воды из капилляра измеряется секундомером (цифровой индикатор «Время» в блоке приборов). Секундомер приводится в действие при включении питания блока приборов. Сброс на нуль значений на индикаторе производится нажатием кнопки «MODE», после отпускания которой снова начинается отсчет времени. Температура воздуха в блоке рабочего элемента измеряется полупроводниковым термометром и отображается на цифровом индикаторе «Температура» блока рабочего устройства. Цена деления указана на шкале микроскопа.