Оценка температуры

Наведём пирометр на тело с какой–то температурой и добьемся исчезновение контраста (рис.6) между нитью пирометра и фоном раскалённого тела. Допустим, что это произошло при какой-то температуре. Если исследуемое тело чёрное, то искомая температура найдена, если – нечёрное, то найдена так называемая яркостная температура Т_я. Яркостная температура связана с истинной (термодинамической) температурой формулой:

(25)

Из формулы (25) видно, что истинная (термодинамическая) температура Т_Т нечерных тел больше яркостной температуры Т_Я. (). Для нечёрных тел яркостная температура непосредственно измеряется пирометром, а истинная находится по формуле (25).

Порядок выполнения работы

1. Вывести ослабляющий светофильтр (головку винта шторки поворачивают влево, по часовой стрелке). Измерения проводят по нижней шкале пирометра. Вращая ручку автотрансформатора, выставляют ток I₁=9А и через 0,5–1 мин. производят отсчёт значения силы тока и напряжения исследуемого тела (Пластинка лампы накаливания), затем производят измерение пирометром температуры исследуемого тела (Пластинка лампы накаливания). Для этого вращают кольцо реостата, регулирующего накал нити пирометрической лампы, до тех пор, пока изображение нити не исчезнет на фоне исследуемой пластинки (рис.6). При этом условии отсчитывают по нижней шкале прибора (У некоторых пирометров синяя метка в начале шкалы, 1200-2000⁰С) значение температуры Тя. Каждое значение температуры измеряют не менее трёх раз. По среднему значению яркостной температуры вычисляют истинную (термодинамическую) температуру Т_Т, пользуясь формулой (25). Поглощательную способность исследуемого тела а(,Т) принимают равной а(,Т)=0,8 а =0,66·10^-6м

2. Вычислить постоянную Стефана–Больцмана по формуле

где S – поверхность пластинки (м²), S=8мм²;

I – сила тока (А);

U – напряжение подводимое к исследуемому телу Vл (В);

Т_1Т – истинная (термодинамическая) температура пластинки, определяемая по формуле (25);

Т_2Т – истинная (термодинамическая) температура окружающей среды (определяется по лабораторному термометру).

3. Установить автотрансформатором последовательно, вначале ток I₂=10А, затем I₃=11A. Повторить эксперимент и вычислить постоянную Стефана–Больцмана.

4. Ввести ослабляющий светофильтр (Накатанную головку поворачивают вправо, по часовой стрелке до тех пор, пока белая указательная точка на накатанной головке не совпадет с индексом “20”). Отсчёты проводят по верхней шкале пирометра (У некоторых пирометров красная метка в начале шкалы 800-1400⁰С). Для токов I₄=10A, I₅=11A, I₆=12A провести те же измерения и вычислить постоянную Стефана–Больцмана.

5. Вычислить мощность, подводимую к исследуемому телу для каждого значения термодинамической температуры его поверхности.

6. Построить график зависимости между мощностью и термодинамической температурой поверхности исследуемого тела W=f(T_Т).

7. Вычислить относительную погрешность для найденной постоянной Стефана–Больцмана.

8. Данные занести в таблицу (таблица рисуется произвольно).

9. Сделать соответствующий вывод.