Определение теплопроводности твердого тела (пластины)
Определение коэффициента теплопроводности твердого тела методом сравнения с теплопроводностью эталонного материала. Измерение температуры между пластинами. Возможные погрешности прямых измерений, их причины. Пример расчета погрешности при измерениях.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.12.2018 |
| Размер файла | 47,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Отчет
по лабораторной работе
Определение теплопроводности твердого тела (пластина)
Постников В.А.
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение
высшего образования
«Санкт-Петербургский горный университет»
Санкт-Петербург, 2018
Цель работы - определить коэффициент теплопроводности твёрдого тела методом сравнения с теплопроводностью эталонного материала.
Краткое теоретическое содержание
Явление, изучаемое в работе - теплопроводность.
Определение основных физических понятий, объектов, процессов и величин.
Теплопроводность - явление переноса энергии.
Явление переноса - явление, состоящее в возникновении направленного переноса массы (диффузия), количества движения (внутреннее трение) и энергии (теплопроводность).
Коэффициент теплопроводности - это количество теплоты, проходящее в единицу времени через 1 м2 материала при градиенте температур на его противоположных поверхностях равной единице.
Количество теплоты - мера энергии, которая переходит от одного тела к другому в данном процессе.
Масса - мера инертности тела.
Диффузия - явление переноса массы.
Вязкость (внутреннее трение) - явление переноса импульса или количества движения.
3) Законы и соотношения (использованные при выводе расчётной формулы)
Явление теплопроводности описывается уравнением Фурье
q= -ч (dt/dz)S,
где q - тепловой поток через поверхность,
S - площадь поверхности,
dt/dz - градиент температуры,
ч - коэффициент теплопроводности.
теплопроводность твердое тело
Расчетная формула
,
где d12 - толщина пластин, [d]=м;
ч12 - коэффициенты теплопроводности пластин;
?T12 - перепады температур на пластинах, [?T]=К.
Формулы погрешности косвенных измерений
x=
Таблица 1 Результаты измерений температур и вычислений d и ч2 при разном напряжении.
|
U |
T1 |
T2 |
T3 |
?T1 |
?T2, |
d1, |
d2, |
ч1, |
ч2, |
ч2ср, |
||
|
Ед. изм № |
B |
K |
K |
м, 10-3 |
м, 10-3 |
|||||||
|
1 |
10 |
20,56 |
20,32 |
20,00 |
0,56 |
0,32 |
4 |
5 |
1,4 |
1 |
0,99 |
|
|
2 |
20 |
22,24 |
21,27 |
20,00 |
2,24 |
1,27 |
0,99 |
|||||
|
3 |
35 |
26,87 |
23,90 |
20,00 |
6,87 |
3,90 |
0,99 |
|||||
|
4 |
50 |
34,03 |
27,96 |
20,00 |
14,03 |
7,96 |
0,99 |
Пример вычисления
1)Исходные данные
0=273,15К
R=0,2м, R-радиус пластин
R=50 Ом, R-сопротивление спирали нагревателя
Nmax=800 Вт, N-максимальная мощность
Tхол=20, Т - температура холодильника
Материал эталонной пластины - фарфор,
d1=, d1 - толщина эталонной пластины
Материал исследуемой пластины - стекло,
d2=, d2 - толщина исследуемой пластины
- теплопроводность фарфора, = 1,4
2)Пример расчетов:
Погрешности прямых измерений:
?Т=0,01
?I=0,01A
?U=1В
Пример расчёта погрешности:
Вывод
В ходе данной лабораторной работе были проделаны измерения температуры между пластинами и вычисления коэффициента теплопроводности твёрдого тела методом сравнения с теплопроводностью эталонного материала. Сравнение результатов вычислений со справочником показывает, что пластина изготовлена из стекла
Полученная погрешность имеет небольшое значение, что говорит о незначительных ошибках при измерениях и вычислениях. Следовательно, данный метод вычисления можно использовать для определения коэффициента теплопроводности твердого тела.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Особенности определения плотности материала пластинки, анализ расчета погрешности прямых и косвенных измерений. Основные виды погрешностей: систематические, случайные, погрешности округления и промахи. Погрешности при прямых и косвенных измерениях.
контрольная работа [119,5 K], добавлен 14.04.2014Изучение методики обработки результатов измерений. Определение плотности металлической пластинки с заданной массой вещества. Расчет относительной и абсолютной погрешности определения плотности материала. Методика расчета погрешности вычислений плотности.
лабораторная работа [102,4 K], добавлен 24.10.2022Определение вязкости глицерина и касторового масла, знакомство с методом Стокса. Виды движения твердого тела. Определение экспериментально величины углового ускорения, момента сил при фиксированных значениях момента инерции вращающейся системы установки.
лабораторная работа [780,2 K], добавлен 30.01.2011Момент инерции тела относительно неподвижной оси в случае непрерывного распределения масс однородных тел. Теорема Штейнера. Кинетическая энергия вращающегося твердого тела. Плоское движение твердого тела. Уравнение динамики вращательного движения.
презентация [163,8 K], добавлен 28.07.2015Ознакомление с методами измерения показателя преломления с помощью микроскопа. Вычисление погрешности измерений для пластинок из обычного стекла и оргстекла. Угол отражения луча. Эффективность определения коэффициента преломления для твердого тела.
лабораторная работа [134,3 K], добавлен 28.03.2014Содержание закона Фурье. Расчет коэффициентов теплопроводности для металлов, неметаллов, жидкостей. Причины зависимости теплопроводности от влажности материала и направления теплового потока. Определение коэффициента теплопередачи ограждающей конструкции.
контрольная работа [161,2 K], добавлен 22.01.2012Изучение механики материальной точки, твердого тела и сплошных сред. Характеристика плотности, давления, вязкости и скорости движения элементов жидкости. Закон Архимеда. Определение скорости истечения жидкости из отверстия. Деформация твердого тела.
реферат [644,2 K], добавлен 21.03.2014Поступательное, вращательное и сферическое движение твердого тела. Определение скоростей, ускорения его точек. Разложение движения плоской фигуры на поступательное и вращательное. Мгновенный центр скоростей. Общий случай движения свободного твердого тела.
презентация [954,1 K], добавлен 23.09.2013Основы движения твердого тела. Сущность и законы, описывающие характер его поступательного перемещения. Описание вращения твердого тела вокруг неподвижной оси посредством формул. Особенности и базовые кинематические характеристики вращательного движения.
презентация [2,1 M], добавлен 24.10.2013Общие свойства твердого тела, его состояния. Локализированные и делокализированные состояния твердого тела, отличительные черты. Сущность, виды химической связи в твердых телах. Локальное и нелокальное описания в неискаженных решетках. Точечные дефекты.
учебное пособие [2,6 M], добавлен 21.02.2009Основные задачи динамики твердого тела. Шесть степеней свободы твердого тела: координаты центра масс и углы Эйлера, определяющие ориентацию тела относительно центра масс. Сведение к задаче о вращении вокруг неподвижной точки. Описание теоремы Гюйгенса.
презентация [772,2 K], добавлен 02.10.2013Составление и решение уравнения движения груза по заданным параметрам, расчет скорости тела в заданной точке с помощью диффенциальных уравнений. Определение реакций опор твердого тела для определенного способа закрепления, уравнение равновесия.
контрольная работа [526,2 K], добавлен 23.11.2009Кинетическая энергия вращения твердого тела и момент инерции тела относительно нецентральной оси. Основной закон динамики вращения твердого тела. Вычисление моментов инерции некоторых тел правильной формы. Главные оси и главные моменты инерции.
реферат [287,6 K], добавлен 18.07.2013Определение коэффициента теплопроводности воздуха при атмосферном давлении и разных температурах по теплоотдаче нагреваемой током нити в цилиндрическом сосуде. Особенности оценки зависимости теплопроводности воздуха от напряжения тока, заданного в цепи.
лабораторная работа [240,1 K], добавлен 11.03.2014Сущность механического, поступательного и вращательного движения твердого тела. Использование угловых величин для кинематического описания вращения. Определение моментов инерции и импульса, центра масс, кинематической энергии и динамики вращающегося тела.
лабораторная работа [491,8 K], добавлен 31.03.2014Тепловое движение частиц твердого тела. Развитие теории теплоемкости и теплопроводности кристаллической решетки материала. Основные механизмы переноса тепла в твердом теле. Фотоны. Фотонный газ. Электронная теплопроводность. Закон Видемана-Франца.
курсовая работа [242,1 K], добавлен 24.06.2008Описание процесса передачи тепла от нагретого твердого тела к газообразному теплоносителю. Определение конвективного коэффициента теплоотдачи экспериментальным методом и с помощью теории подобия. Определение чисел подобия Нуссельта, Грасгофа и Прандтля.
реферат [87,8 K], добавлен 02.02.2012Основы динамики вращений: движение центра масс твердого тела, свойства моментов импульса и силы, условия равновесия. Изучение момента инерции тел, суть теоремы Штейнера. Расчет кинетической энергии вращающегося тела. Устройство и принцип работы гироскопа.
презентация [3,4 M], добавлен 23.10.2013Основной закон теплопроводности. Теплоносители как тела, участвующие в теплообмене. Дифференциальное уравнение теплопроводности. Лучеиспускание как процесс переноса энергии в виде электромагнитных волн. Сущность теплопроводности цилиндрической стенки.
презентация [193,0 K], добавлен 29.09.2013Решение задачи на определение скоростей и ускорений точек твердого тела при поступательном и вращательном движениях. Определение кинетической энергии системы, работы сил, скорости в конечный момент времени. Кинематический анализ многозвенного механизма.
контрольная работа [998,2 K], добавлен 23.11.2009
