Определение теплопроводности газов методом нагретой нити
Определение коэффициента теплопроводности воздуха при атмосферном давлении и разных температурах по теплоотдаче нагреваемой током нити в цилиндрическом сосуде. Сущность понятий "теплообмен", "теплопроводность", "конвекция", "градиент температуры".
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 08.08.2020 |
| Размер файла | 328,2 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/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Отчёт по лабораторной работе
по дисциплине: Физика
Тема: Определение теплопроводности газов методом нагретой нити.
Выполнил:
студент РГИ-13 ____________ Воронцова В.В.
Проверил:
Руководитель: __________ Иванов А.С.
Санкт-Петербург
2013 год.
Цель работы - Определить коэффициент теплопроводности воздуха при атмосферном давлении и разных температурах по теплоотдаче нагреваемой током нити в цилиндрическом сосуде.
Краткое теоретическое содержание
Явление или процесс, изучаемый в лабораторной работе
Теплопроводность - это перенос теплоты структурными частицами вещества (молекулами, атомами, электронами) в процессе их теплового движения.
Основные определения явлений и процессов физических величин
Теплообмен - самопроизвольный, необратимый процесс распространения тепла в пространстве, обусловленный разностью температур.
Теплопроводность - это перенос теплоты структурными частицами вещества (молекулами, атомами, электронами) в процессе их теплового движения.
Теплопередача - физический процесс передачи тепловой энергии от более горячего тела к более холодному либо непосредственно (при контакте), либо через разделяющую (тела или среды) перегородку из какого-либо материала.
Количество теплоты - энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче.
Конвекция - явление переноса теплоты в жидкостях или газах путем перемешивания самого вещества (как вынужденно, так и самопроизвольно).
Температура - физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы и определяющая направление теплообмена между телами.
Градиент температуры - характеристика, показывающая направление наискорейшего возрастания температуры в зависимости от направления среды (увеличение или уменьшение температуры по направлению среды).
Теоретически ожидаемый результат
Табличное значение коэффициента теплопроводности воздуха .
Рис. 1 - Схема установки: 1-проволока, 2-трубка, 3-4-упоры, 5-внутренний диаметр трубы, 6-эталонное сопротивление, 7-нагрузочное сопротивление, 8-магазин сопротивлений, 9-гальванометр, 10-термостат, 11-12-пульт
Технические характеристики установки:
- диаметр проволоки(1) 0,1 мм;
- внутренний диаметр трубки(5) 8 мм;
- длина проволоки(1) 0,5 м;
- материал проволоки вольфрам;
- коэффициент температурного сопротивления
- величина Rэт 3,5 Ом;
- величина rн 35 Ом.
Основные расчётные формулы
Поток тепла
, где
- поток тепла
- сопротивление нити
- сила тока
Температура поверхности проволоки
, где
-температура поверхности проволоки
-температура окружающей среды
-сопротивление проволоки при стандартных условиях
- коэффициент температурного сопротивления
Среднеарифметическая температура
, где
Tср - среднеарифметическая температура
Tr - температура на нити
TR- температура газа у поверхности цилиндра
Коэффициент теплопроводности
, где
- коэффициент теплопроводности
- внутренний диаметр цилиндра
- диаметр проволоки
- длина цилиндра
- разность температур газа у поверхностей нити и цилиндра
Таблицы измерений и вычислений
теплопроводность температура конвекция давление
Таблица 1
|
Физическая величина |
TR |
U |
I |
R |
|
|
ед. измерения номер опыта |
К |
В |
А |
Ом |
|
|
1 |
293 |
1 |
0,15 |
38,8 |
|
|
2 |
2 |
0,29 |
40,6 |
||
|
3 |
3 |
0,42 |
43,5 |
||
|
4 |
4 |
0,54 |
47,2 |
||
|
5 |
5 |
0,64 |
51,5 |
Таблица 2
|
Физическая величина |
TR |
U |
I |
R |
Q |
Tr |
Tср |
||
|
Ед.измерения № опыта |
В |
А |
Ом |
Вт |
К |
К |
|||
|
1 |
20 |
1 |
0,15 |
38,8 |
0,72 |
316,60 |
304,80 |
0,033 |
|
|
3 |
0,42 |
43,5 |
6,34 |
345,80 |
319,40 |
0,168 |
|||
|
6 |
0,72 |
56,3 |
24,12 |
425,30 |
359,15 |
0,254 |
|||
|
9 |
0,92 |
72,1 |
50,43 |
523,43 |
408,22 |
0,305 |
|||
|
12 |
1,07 |
88,4 |
83,64 |
624,68 |
458,84 |
0,352 |
|||
|
2 |
40 |
1 |
0,14 |
42,0 |
0,68 |
356,48 |
334,74 |
0,022 |
|
|
3 |
0,41 |
46,4 |
6,45 |
383,81 |
348,40 |
0,127 |
|||
|
6 |
0,70 |
58,7 |
23,77 |
460,20 |
386,60 |
0,225 |
|||
|
9 |
0,91 |
73,9 |
50,58 |
554,61 |
433,81 |
0,292 |
|||
|
12 |
1,06 |
89,9 |
83,48 |
653,99 |
483,50 |
0,342 |
|||
|
3 |
60 |
1 |
0,14 |
45,2 |
0,73 |
396,35 |
364,68 |
0,016 |
|
|
3 |
0,39 |
49,3 |
6,20 |
421,82 |
377,41 |
0,097 |
|||
|
6 |
0,69 |
61,0 |
24,00 |
494,49 |
413,75 |
0,207 |
|||
|
9 |
0,89 |
75,8 |
49,62 |
586,42 |
459,71 |
0,273 |
|||
|
12 |
1,04 |
91,5 |
81,79 |
683,93 |
508,47 |
0,325 |
|||
|
4 |
80 |
1 |
0,13 |
48,4 |
0,68 |
436,23 |
394,61 |
0,011 |
|
|
3 |
0,38 |
52,3 |
6,24 |
460,45 |
406,73 |
0,081 |
|||
|
6 |
0,67 |
63,5 |
23,56 |
530,02 |
441,51 |
0,186 |
|||
|
9 |
0,88 |
77,8 |
49,79 |
618,84 |
485,92 |
0,261 |
|||
|
12 |
1,03 |
93,1 |
81,63 |
713,87 |
533,43 |
0,316 |
Исходные данные
= 20 = 293 К
= м
=м
=0,5 м
Вычисления
Вывод
В результате лабораторной работы коэффициент теплопроводности получился равным . Табличное значение коэффициента теплопроводности воздуха . Полученный мной результат больше табличного на 37%.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение 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 11.03.2014Изучение теплопроводности как физической величины, определяющей показатель переноса тепла структурными частицами вещества в процессе теплового движения. Способы переноса тепла: конвекция, излучение, радиация. Параметры теплопроводности жидкостей и газов.
курсовая работа [60,5 K], добавлен 01.12.2010Методы получения температуры между нулем и нормальной точкой кипения жидкого воздуха, ниже нормальной точки кипения. Определение влияния теплопроводности подводящих и пути его снижения. Теплопроводность различных сплавов при низких температурах.
реферат [300,2 K], добавлен 28.09.2009Основной 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 29.09.2013Содержание 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 22.01.2012Определение коэффициента теплопроводности из уравнения Фурье. Механизмы теплопередачи: кондуктивный, конвективный перенос, радиационный теплообмен. Теплофизические явления в горных породах. Зависимости тепловых свойств минералов от температуры и давления.
презентация [440,5 K], добавлен 15.10.2013Явление передачи внутренней энергии от одного тела к другому, от одной его части к другой. Теплопроводность через однослойную, многослойную и цилиндрическую стенки. Определение параметров теплопроводности в законе Фурье. Примеры теплопроводности в жизни.
презентация [416,0 K], добавлен 14.11.2015Стационарная задача теплопроводности. Понятие термического сопротивления. Вынужденный конвективный теплообмен при обтекании плоской пластины, одиночного цилиндра, сферы и пучков труб. Радиационные свойства газов. Теплообмен при фазовых превращениях.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 01.07.2010Изучение основного закона и физического смысла теплопроводности. Исследование теплопроводности жидкости, основанной на вычислении кинетических коэффициентов средствами статистической физики или использовании теплового движения и механизмов переноса.
курсовая работа [64,6 K], добавлен 01.12.2010Коэффициент теплопроводности металлов и его зависимость от параметров состояния вещества. Главные особенности калориметрического метода. Методические рекомендации к выполнению лабораторной работы "Определение коэффициента теплопроводности металлов".
курсовая работа [79,4 K], добавлен 05.07.2012Методика нахождения недостающих параметров цикла адиабатного процесса. Расчет теплообмена от нагретых газов к воде через многослойную стенку из слоёв сажи, накипи, металла и масла. Вычисление коэффициента теплопроводности со стороны воды и газа.
контрольная работа [159,0 K], добавлен 13.11.2009Математическая зависимость, связывающая физические параметры, характеризующие явление теплопроводности внутри объема. Феноменологический и статистический методы исследования процессов тепло- и массообмена. Модель сплошной среды, температурное поле.
презентация [559,8 K], добавлен 15.03.2014Величина коэффициента и единица измерения теплопроводности. Расчет теплоотдачи у наружной поверхности ограждения. Сущность теплового излучения. Удельная теплоёмкость материала, её зависимость от влажности. Связь теплопроводности и плотности материала.
контрольная работа [35,3 K], добавлен 22.01.2012Дифференциальное уравнение теплопроводности. Условия однозначности. Удельный тепловой поток Термическое сопротивление теплопроводности трехслойной плоской стенки. Графический метод определения температур между слоями. Определение констант интегрирования.
презентация [351,7 K], добавлен 18.10.2013Рассмотрение теории нелинейной теплопроводности: основные свойства, распространение тепловых возмущений в нелинейных средах и их пространственная локализация. Задача нелинейной теплопроводности с объемным поглощением и пример ее решения на полупрямой.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 07.05.2011Математическое моделирование тепловых процессов. Основные виды теплообмена в природе. Применение метода конечно разностной аппроксимации для решения уравнения теплопроводности. Анализ изменения температуры по ширине пластины в выбранные моменты времени.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 22.05.2019Дифференциальное уравнение теплопроводности. Поток тепла через элементарный объем. Условия постановка краевой задачи. Методы решения задач теплопроводности. Численные методы решения уравнения теплопроводности. Расчет температурного поля пластины.
дипломная работа [353,5 K], добавлен 22.04.2011Исследование распределения температуры в стенке и плотности теплового потока. Дифференциальное уравнение теплопроводности в цилиндрической системе координат. Определение максимальных тепловых потерь. Вычисление критического диаметра тепловой изоляции.
презентация [706,5 K], добавлен 15.03.2014Условия однозначности дифференциального уравнения теплопроводности. Распределение температуры нестационарных процессов. Стационарная теплопроводность безграничной плоской стенки. Распределение температур в пластине при постоянном и переменном процессе.
презентация [311,0 K], добавлен 15.03.2014Основные положения теории теплопроводности. Дерево проблем и целей. Математическая модель, прямая и обратная задача теплопроводности. Выявление вредных факторов при работе за компьютером, расчет заземления. Расчет себестоимости программного продукта.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 04.03.2013
