Файл: Работы лабораторного практикума.docx

Вообще говоря, поступление тепла в калориметр является результатом двух процессов:

1. 
   перехода тепла по стержню;
   
2. 
   теплообмена между калориметром и окружающей средой (который по возможности должен быть исключен).
   

Очевидно, отношение надо определять для того момента времени когда теплообмен с окружающей средой отсутствует.

Величину ΔQ определяют по формуле

(7.4)

где

• 
  - масса воды в калориметре,
  
• 
  - масса корпуса калориметра из оргстекла,
  
• 
  - водяной эквивалент диска,
  
• 
  - водяной эквивалент мешалки,
  
• 
  _- - удельная теплоемкость воды,
  
• 
  - удельная теплоемкость оргстекла,
  
• 
  - изменение температуры жидкости в калориметре за время опыта _.
  

Поделив обе части равенства (7.4) на , получим

(7.5)

где есть величина постоянная.

Таким образом, задача нахождения сводится к нахождению отношения в тот момент времени, когда температура калориметра равна температуре окружающей среды. Для определения поступают так.

По данным измерения температуры на миллиметровой бумаге строят график температуры калориметра

---

как функции времени. Затем проводят касательную к получившейся кривой в точке, соответствующей комнатной температуре. Тангенс угла наклона касательной к оси абсцисс (времени) умножая эту величину на , найдем . Подставляя найденное значение в формулу (7.3) и беря в качестве разность между температурой нагревателя и комнатной температурой, вычисляют .



ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Определение коэффициента теплопроводности металлов проводить в следующей последовательности.

1. Измерить массы калориметра и воды с точностью до 0,1г. Масса воды должна быть около 170г. Температуру воды снизить на 2-3С по сравнению с комнатной, поместив ее в холодильник. Измерить с помощью штангельциркуля диаметр и длину исследуемого стержня (длина всего стержня до диска).

2. Соединить резиновой трубкой парообразователь с пароприемником.

3. Вставить внутренний сосуд калориметра с водой во внешний (при крайне нижнем положении калориметра). Установить стержень с теплоизолирующей рубашкой на дно калориметра.

4. Дождаться момента, когда из трубки пароприемника появится капли сконденсировавшейся воды. Поднять калориметр, укрепить верхний конец стержня в нижней части пароприемника с помощью винта и отвертки.

5. Измерить температуру воды в калориметре.

6. Включить секундомер. Через каждую минуту записывать значения температуры, пока температура воды в калориметре не станет на 2-3 градуса выше комнатной, опыт проделать для двух стержней.

7. Собрать данные для каждого стержня в отдельную таблицу 1.

8. Построить график на миллиметровой бумаге. Найти по нему способом указанным выше, значение для комнатной температуры.

9. По формулам (7.3) и (7.5) определяют коэффициенты для каждого стержня. Подсчитываются погрешности измерений. Результаты собираются в таблице 2.

---

10. При вычислении погрешности в измерении χ учесть погрешности в измерении величин: , , , , .

11. Записать окончательное значение χ с учетом погрешности в виде χ±Δχ.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. 
   Уравнение теплопроводности для твердых тел
   
2. 
   Физический смысл коэффициента теплопроводности.
   
3. 
   Для чего стержень имеет теплоизоляцию?
   
4. 
   Почему начальная температура воды в калориметре берется ниже комнатной, а конечная – на такое же число градусов выше комнатной?
   
5. 
   Для чего увеличивают поверхность соприкосновения стержня с водой калориметра?
   
6. 
   Размерности всех величин, входящих в формулу (7.3).
   
7. 
   Как определить величину ?
   

ТАБЛИЦЫ
Таблица № 7.1

l, см	D, см	t, мин	Т нагревателя	Т1, (0С) воды	Ткомн (0С)	ΔТ=Т2 ср - Ткомн

Таблица № 7.2

	,		Δχ
Образец №1 (металл) Образец №2 (металл)

ЛИТЕРАТУРА
1. Р. В. Поль, Механика, акустика и учение о теплоте, §§ 200-202, Изд. «Наука». М; 1971.

2. А. К. Кикоин, И. К. Кикоин. Молекулярная физика. 1976г. стр.469, §140 – Теплопроводность.

---

3. Сивухин Д.В. «Общий курс физики», Т. II, - М.: Физматлит, 2005

---