Порядок выполнения задания

1. Переместить среднюю термопару в нижнее положение (при этом она касается нижней холодной пластины), поворачивая регулятор “высота“ против часовой стрелки до упора. Перевести установку на ручной режим работы нагревателя тумблером “АВТ“-“РУЧН“. Тумблер “нагрев“ переключить в верхнее положение (нагрев включен). Установить силу тока, протекающего через нагреватель, равную 0,9А регулятором “ток нагрева“. Как только температура нагревателя (T₅) возрастет до 80˚С, сразу уменьшить ток до 0,6А и выждать пока установится температура нагревателя (около 10 мин).

Соответствие каналов прибора: Т₅ – температура нагревателя, Т₄ – подвижная термопара, Т₃ – холодная пластина.

2. Измерить температуру воздуха между пластинами в 10 различных точках, каждый раз поднимая среднюю термопару на 2 мм вверх. При этом каждый раз проводить измерения температуры холодной пластины . После каждого перемещения термопары необходимо выждать 2мин для установления теплового равновесия и только после этого снимать показания с приборов. Результаты измерений занести в таблицу:

№	, мм	Т5, ˚С	Т4, ˚С	, ˚С	, ˚С

3. На основе проведенных измерений найти распределение температур в воздухе, находящемся между двумя пластинами, поддерживаемыми при постоянных температурах, т.е. проверить зависимость температуры воздуха между пластинами от расстояния от холодной пластины. Построить график .

4. Построить график , используя формулу (27). Для этого предварительно рассчитать и занести в таблицу.

5. Сравнить экспериментальную и теоретическую зависимости .

6. Рассчитать коэффициент теплопроводности воздуха находящегося между пластинами по формуле (34), для чего использовать данные измерений температуры нижней пластины, температуры верхней пластины и силы тока, протекающего через нагреватель.

7. Сравнить полученное значение æ для воздуха с табличным.

8. Сделать вывод о проведенной работе.

Контрольные вопросы

1. Как получить основное уравнение процессов переноса?

2. Что понимают под явлением теплопроводности?

3. Сформулируйте закон Фурье для теплопроводности газов.

4. Что выражает знак “–“ в уравнении Фурье для теплопроводности газов?

5. Каков физический смысл коэффициента теплопроводности, что он характеризует?

6. От каких факторов зависит и от каких не зависит коэффициент теплопроводности газов? Какова его связь с другими коэффициентами, характеризующими процессы переноса?

7. Каково распределение температур в газе, находящемся между двумя пластинами, поддерживаемыми при различных температурах?

8. Выведите формулу для расчета коэффициента теплопроводности вещества, находящегося между двумя параллельными пластинами.

Литература:

1. Астахов А.В. Курс физики, том 1: Механика // Кинетическая теория материи. – М.: Наука, 1977г. – 384с.

2. Кикоин А.К., Кикоин И.К. Молекулярная физика. – М.: Наука, 1976г. – 480с.

3. Матвеев А.Н. Молекулярная физика. – М.: Высшая школа, 1987г. – 360с.

4. Сивухин Д.В. Общий курс физики, том 2: Термодинамика и молекулярная физика. – М.: Наука, 1990г. – 592с.

5. Савельев И.В. Курс общей физики, кн.3: Молекулярная физика и термодинамика. – М.: Наука: Физматлит, 1998г. – 208с.

6. Телегин А.С., Швыдкий В.С., Ярошенко Ю.Г. Тепло-массоперенос: Учебник для вузов. – М.: Металлургия, 1995 г. – 400 с.

7. Луканин В.Н. Теплотехника: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 1999г. – 671с.

8. Беляев Н.М., Рядно А.А. Методы теории теплопроводности. – М.: Высшая школа, 1982г. – 328с.

9. Сорокин С.И. Теория теплопроводности. – Саратов: Университетское, 1984г. – 164 с.