Гергана Атанасова
преподава по Физика
в град София
Големина на текста:
РУСЕНСКИ УНИВЕРСИТЕТ “АНГЕЛ КЪНЧЕВ”
Катедра: “Физика”
ПРОТОКОЛ № 6
Тема: Опитно определяне на коефициента на
топлопроводимост на метали
Благовест Янков Петров
Фак. № 053107
Специалност “Компютърни системи и технологии”
Група: 19А
Дата на предаване: Проверил:
19.10.2005 ------------------------
/ М. Ненков/
Кратки теоретични бележки. Процесите на топлообмен могат да бъдат
разделени на три основни вида: топлопроводимост, топлоотдаване и топлинно
излъчване.
Топлопроводимост е пренасянето на топлина от по-нагрята към по-
студена област на един еднороден материал. В случая:
Q = -?VT,
Където q е количеството топлина, преминало през единица площ за
единица време, VT – градиентът на температурата в направление на
нормалата към площта и ? – коефициентът на топлопроводимост. Той зависи
от веществото и температурата. Ако оста Z е успоредна на нормалата тогава
VT = ?T/?Z. Единицата на ? е W.m
-1
K
-1
.
В металите топлината се пренася от два носителя: свободните електрони
и трептенията на решетката (фононите). При диелектриците първият носител
липсва и те имат много малка топлопроводимост в сравнение с металите.
Следователно топлопроводимостта на металите се определя главно от
свободните електрони. Разглеждайки последните като класически газ за
коефициента на топлопроводимост се получава:
?
2
K
2
Tn?
? = --------------,
3m
където n е плътността на свободните електрони, K – константата на Болцман,
m – масата на електрона, T – абсолютната температура на метала, ? – средното
време между два последователни удара на електрона.
При топлоотдаването (конвекцията) топлинният поток q
c
тече между две
различни среди, които имат температурна разлика ?Tc. Тогава:
q
c
= h ?Tc,
където h е коефициентът на външно топлоотдаване. Последният зависи от
?Tc, геометрията на нагрятото тяло и термодинамичните свойства на
охлаждащата среда.
Топлинното излъчване представлява излъчване на електромагнитни
вълни от атомите при преминаването им от по-високо към по-ниско
енергетично състояние. Излъчената енергия от единица площ за единица
време q
изл
се дава от закона на Стефан-Болцман: q
изл
= а?Т
4
,
където T е абсолютната температура на повърхността на тялото, ?
константата на Стефан-Болцман (? = 5,67.10
-8
Wm
-2
K
-4
) и a – безразмерна
величина, наречена степен на чернота. Последната може да има стойности от
0 до я, които зависят от температурата, материала и състоянието на
излъчващата повърхност.
Схема.
Топлинният поток тече главно от електрическият нагревател 1 през
металния образец 2 към охладителите 3, които се охлаждат с вода.
Електрическата мощност P, се измерва с ватметър W.
Тъй като цилиндричният метален образец се намира във въздушна среда
една част от топлинната мощност Pc се предава чрез конвекция към околната
среда. Основната част от топлинния поток тече успоредно на оста на
цилиндъра по посока към двата охладителя.
В такъв случай може да се замени q с (P – Pc).2S и VT с ?T/?Z. Тук S е
площта на напречното сечение на образеца, а ?T е температурната разлика
между две точки от последния на разстояние ?Z, която се измерва с
термодвойката 4. Така се получава:
(P – Pc)?Z
? = --------------.
2S ?T
Отделената мощност в околната среда Pc се определя по формулата :
q
c
= Pc/Sc, а Sc равна на околната повърхнина на цилиндъра.
Допускайки, че тази повърхност има приблизително еднаква температура Ts,
се определя ?T = Тs – ? посредством термодвойка, където ? е температурата
на въздуха.
Задачи
1.Да се измери електрическата мощност на нагревателя.
2.Да се определи разликата в температурите между централния участък
и въздуха.
3.Да се определи мощността на топлообмен.
4.Да се определи температурния градиент в страничните участъци.
5.Да се определи коефициента на топлопроводимост.

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.

Опитно определяне на коефициента на топлопроводи

Процесите на топло обмен могат да бъдат разделени на три основни вида: топлопроводимост, топло отдаване и топлинно излъчване...
Изпратен от:
Цветелин Александров
на 2011-05-14
Добавен в:
Протоколи
по Физика
Статистика:
27 сваляния
виж още
 
Подобни материали
 

Източници на светлина

13 дек 2010
·
684
·
27
·
811
·
1,415

Телата, излъчващи светлина в околното пространство се наричат източници на светлина. При всички случай излъчването на светлина от източниците е свързано с намаляването на вътрешната им енергия или е за сметка на получената от тях енергия от други тела...
 

Обучението по физика и опазването на околната среда

11 дек 2007
·
107
·
7
·
1,634
·
138

Размисли, предизвикани от ХХХ Национална конференция по въпросите на обучението по физика
 

Топлинно излъчване

30 сеп 2011
·
101
·
21
·
975
·
202
·
1

Топлинно излъчване-определение всяко тяло излъчва електромагнитни вълни, независимо от температурата си. Източника на излъчването е трептенето на частиците, изграждащи тялото. Излъчването става за сметка на вътрешната енергия на тялото...
 

Закони по физика за 10-ти клас

18 юни 2007
·
624
·
2
·
337
·
309
·
2

22 закона от материала по физика за 10ти клас................
 

Мощност

19 фев 2006
·
580
·
1
·
193
·
191
·
8

Мощност - същност, видове и т.н.
 
Онлайн тестове по Физика
Тест по физика
матура тест по Физика за Ученици от 12 клас
Тест по физика (ДЗИ). Въпросите имат само един верен отговор.
(Труден)
30
5
1
13 мин
31.07.2013
Тест по физика за 10-ти клас над раздел Светлина
тематичен тест по Физика за Ученици от 10 клас
Тестът е подходящ за тематична проверка след изучаването на раздел Светлина от физиката за 10 клас. Съдържа 10 въпроса, всеки от които има само един верен отговор.
(Труден)
10
65
1
10.09.2014
» виж всички онлайн тестове по физика

Опитно определяне на коефициента на топлопроводи

Материал № 686930, от 14 май 2011
Свален: 27 пъти
Прегледан: 77 пъти
Предмет: Физика
Тип: Протокол
Брой страници: 4
Брой думи: 539
Брой символи: 3,205

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Опитно определяне на коефициента на топлопроводи"?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Намери частен учител

Гергана Атанасова
преподава по Физика
в град София
с опит от  16 години
73

Соня Иванова
преподава по Физика
в град Враца
с опит от  24 години
8

виж още преподаватели...
Последно видяха материала
Сродни търсения