Смекни!
smekni.com

Методические указания к лабораторным работам №1,2,3 для студентов физико-технического факультета Екатеринбург 1993 (стр. 14 из 16)

Íàãðåâ îáðàçöîâ îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ íàãðåâàòåëåé Í1 è Í2, èçãîòîâëåííûõ èç ìàíãàíèíîâîé ïðîâîëîêè äèàìåòðîì 0,00012 ì, ïî êîòîðûì ïðîïóñêàåòñÿ ýëåêòðè÷åñêèé òîê îò ðåãóëèðóåìîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ "Àãàò". Íàãðåâàòåëè íàâèòû íà ñëþäÿíóþ èçîëÿöèþ è ïîìåùåíû âíóòðü îáðàçöîâ. Ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà íàãðåâàòåëÿõ è îáðàçöîâîì ïðîâîëî÷íîì ñîïðîòèâëåíèè Rî=(1,0150,001) Îì âî âðåìÿ íàãðåâà îáðàçöîâ èçìåðÿþò òåì æå öèôðîâûì âîëüòìåòðîì Â7-21. Âðåìÿ íàãðåâà îáðàçöîâ îòñ÷èòûâàåòñÿ ïî öèôðîâîìó ýëåêòðîííîìó ñåêóíäîìåðó ÑÝÖ-100.

Îòêà÷êà âàêóóìíîãî êàëîðèìåòðà îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ ôîðâàêóóìíîãî íàñîñà ÇÍÂÐ-Ä äî äàâëåíèÿ 0,01 ìì ðò.ñò.

2.2. Âûâîä ôîðìóë äëÿ ðàñ÷åòà òåïëîåìêîñòè ïî ýêñïåðèìåíòàëüíûì äàííûì

Êîëè÷åñòâî òåïëà, âûçâàâøåãî èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû îáðàçöà çà âðåìÿ dt, ìîæíî çàïèñàòü â âèäå óðàâíåíèÿ òåïëîâîãî áàëàíñà:

, (2.1)

ãäå

- òåïëîåìêîñòü îáðàçöà;

Ò è Òî - òåìïåðàòóðà îáðàçöà è îêðóæàþùåé ñðåäû;

U è I - íàïðÿæåíèå è òîê, ïðîòåêàþùèå ÷åðåç íàãðåâàòåëü;

- êîýôôèöèåíò òåïëîîáìåíà îáðàçöà ñ îêðóæàþùåé ñðåäîé.

Ñîîòíîøåíèå (2.1) ìîæíî ïåðåïèñàòü â âèäå:

(2.2)

ãäå îáîçíà÷åíî

.

Ðèñ.1.1. Çàâèñèìîñòü àòîìàðíîé òåïëîåìêîñòè òâåðäûõ òåë îò òåìïåðàòóðû, îïèñûâàåìàÿ óðàâíåíèåì Äåáàÿ

Ðåøåíèå óðàâíåíèÿ (2.2) èìååò âèä:

, (2.3)

ãäå

- êîíñòàíòà èíòåãðèðîâàíèÿ. Ó÷èòûâàÿ, ÷òî â íà÷àëüíûé ìîìåíò âðåìåíè Ò = Òî, íàõîäèì, ÷òî
=Òî.

Ðèñ.2.1. Ñõåìà âàêóóìíîãî êàëîðèìåòðà:

1 - îáðàçöû; 2 - êîëïàê; 3 - ôëàíåö; 4 - ýëåêòðè÷åñêèé ðàçúåì; 5- òîêîâûå è ïîòåíöèàëüíûå âûâîäû; 6 - ïàòðóáîê âàêóóìíîé îòêà÷êè êàëîðèìåòðà

Ïîëàãàÿ, ÷òî èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû ïðè íàãðåâå îáðàçöà íåâåëèêî, òàê ÷òî òåïëîåìêîñòü ïðè ýòîì ìîæíî ñ÷èòàòü ïîñòîÿííîé, íàéäåì ïðèðàùåíèå òåìïåðàòóðû

. (2.4)

Ðèñ.2.2. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ýëåêòðè÷åñêîé ÷àñòè ýêñïåðèìåíòàëüíîé óñòàíîâêè:

ÀÃÀÒ - ðåãóëèðóåìûé ïðèáîð ïèòàíèÿ; ÑÝÖ-100 - ñåêóíäîìåð ýëåêòðîííûé öèôðîâîé; Â7-21 - öèôðîâîé âîëüòìåòð; Í1,Í2 - ïðîâî­ëî÷íûå íàãðåâàòåëè; Rî - îáðàçöîâîå ñîïðîòèâëåíèå; Ò1,Ò2 - ãîðÿ­÷èå ñïàè òåðìîïàð; Òî - òåðìîñòàò

Îòñþäà òåïëîåìêîñòü îáðàçöà

(2.5)

Åñëè âçÿòü íàãðåâàòåëü ñ ìàëûì òåìïåðàòóðíûì êîýôôè-öèåíòîì ñîïðîòèâëåíèÿ, òî åãî ñîïðîòèâëåíèå ïðè íåáîëü-øîì èçìåíåíèè òåìïåðàòóðû ìîæíî ñ÷èòàòü ïîñòîÿííûì. Òîãäà áóäóò ïîñòîÿííûìè íàïðÿæåíèå è òîê, ïðîòåêàþùèå ÷åðåç íàãðåâàòåëü.  ýòîì ñëó÷àå ìîëÿðíóþ òåïëîåìêîñòü ìàòåðèàëà îáðàçöà, ïî ýêñïåðèìåíòàëüíûì äàííûì, ìîæíî âû÷èñëèòü ïî ôîðìóëå:

(2.6)

ãäå Ì - ìîëåêóëÿðíûé âåñ âåùåñòâà îáðàçöà;

m - ìàññà îáðàçöà

Âåëè÷èíû K è Ò âû÷èñëÿþòñÿ ïî òîé ÷àñòè ýêñïåðè-ìåíòàëüíîé êðèâîé Ò=Ò(t), êîòîðàÿ èçìåðÿåòñÿ ïîñëå âûêëþ÷åíèÿ íàãðåâà îáðàçöà.  ñàìîì äåëå, óðàâíåíèå (2.2) â ýòîì ñëó÷àå ïðèíèìàåò âèä: