2. Описание экспериментальной установки
В электрическую печь 1 (нагреватель) (рис. 10.2) одним концом вставлен металлический стержень 2, изготовленный из латуни, с радиатором 3 на конце. Источником тепла в печи является спираль, нагреваемая от сети переменного напряжения 220 В.
Температура
на различных участках стержня измеряется
несколькими хромель–копеллиевыми
термопарами 4.
Спай каждой термопары закрепляется на
стержне на расстоянии
от печи. Одни из проводов термопар,
например копеллиевые, припаяны к клеммам
1–5 переключателя
(так называемый горячий спай) (рис. 10.3),
а другие – хромелиевые, соединены вместе
на клемме6
и находятся при комнатной температуре
(холодный спай).
И
звестно,
что между химически разнородными
проводниками термопары возникает ЭДС
(
)
пропорциональная разности температур
между горячим (
)
и холодным (
)
спаями:
,
здесь
– постоянная термопары. Значения
температуры точек стержня с координатами
определяют с помощью измерителя
температуры5
(рис. 10.2), пересчитывающего возникающую
в цепи
в единицы температуры. Показания снимают
в окошке6,
переключая кнопки 7
измерителя температуры.
3. Выполнение упражнений и обработка результатов измерений
Нарисовать таблицу 10.1.
Записать параметры установки: ее мощность
и КПД
.
Определить диаметр стержня
.Включить вилку нагревателя милливольтметра в розетку. Выждать 5 минут и быстро снять показания всех пяти термопар в градусах, используя переключатель
.
Данные занести в таблицу.Проделать те же измерения через 10, 15, 30 минут от начала нагревания. Данные занести в таблицу.
Таблица 10.1
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
| |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
| |
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
| |
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
,
мин
,
м
,
,
Построить график зависимости температуры (
)
(например
)
от времени нагревания (
,
мин). Убедиться, что достигнут стационарный
режим.Только для времени
,
которое определяет стационарный режим
вычислить значения
.Построить график зависимости
от
,
приняв за начало отсчета положение
первой термопары
(координаты термопар указаны на
установке). По нанесенным точкам провести
прямую и определить для нее угловой
коэффициент как:
.
По формуле (10.11) вычислить количество тепла
,
ежесекундно отдаваемое электропечью
в окружающее пространство.По формуле (10.10) вычислить коэффициент теплопроводности металла и определить погрешность измерения.
Сравнить полученное значение коэффициента теплопроводности с табличным значением.