Лабораторный практикум по общей физике. Термодинамика и молекулярная физика. Деникин А.С. - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МУПОЧ «Дубна» | Дубна

Составители: 

Рубрика: 

19
Применим закон сохранения энергии к квазистатическому процессу
охлаждения твердого олова после кристаллизации:
( ) ( )0
o o a a cp
cM cMdT TTd
+ +as - t=
, (3.6)
где
( )0
oo aa
c M c M dT
+<
– количество теплоты, отданное телом среде при его
охлаждении за время
d
t
;
( )0
cp
TTd
as - t>
– количество теплоты, полученное
окружающей средой через поверхность ампулы площадью
за время
d
t
. В (3.6)
o
c
и
a
c
– удельные теплоемкости олова и материала ампулы,
o
M
и
a
M
– массы
олова и ампулы;
T
– температура твердого олова;
cp
T
– температура
окружающей среды;
a
– коэффициент теплоотдачи с поверхности ампулы в
окружающую среду. В дальнейшем считаем, что значение
a
в течение всего
опыта постоянно.
Применяя закон сохранения энергии к процессу кристаллизации олова, можно
получить уравнение
( )0
кр o кр ср кр
M TT
l +as - Dt=
, (3.7)
здесь
крo
QM
=l
– количество теплоты, отданное оловом при его
кристаллизации за время кристаллизации
кр
Dt
. Так как тепло отдано
окружающей среде, то
0
Q
<
. Второй член суммы в (3.7):
( )0
кр ср кр
TT
as - Dt>
– количество теплоты, полученное окружающей средой через поверхность
ампулы за время кристаллизации.
Из соотношений (3.6) и (3.7) следует, что
()
кр кр ср
кр оо аа
o ср
TT
dT
cM cM
MTTd
Dt-
l=+
-t
, (3.8)
21
кро
кр
M
SS
T
l
-=
. (3.9)
Следовательно, для определения
21
SS
-
необходимо измерить температуру
кристаллизации
кр
Т
, время кристаллизации
кр
Dt
, а также вычислить
производную
dTd
t
функции
()
Tf
=t
во время охлаждения твердого олова
после полной кристаллизации. Эти величины можно найти, измеряя температуру
олова в процессе охлаждения от полного расплава до температуры остывшего
олова в конце опыта.
      Применим         закон          сохранения     энергии        к       квазистатическому            процессу
охлаждения твердого олова после кристаллизации:

                       (co M o + ca M a )dT + as(T - Tcp )d t = 0 ,          (3.6)
где   (co M o + ca M a )dT < 0 – количество теплоты, отданное телом среде при его
охлаждении за время            dt ; as(T - Tcp )d t > 0             – количество теплоты, полученное

окружающей средой через поверхность ампулы площадью                                  s    за время   dt . В (3.6)
co    и   ca   – удельные теплоемкости олова и материала ампулы,                           Mo    и   Ma   – массы

олова и ампулы;               T       – температура твердого олова;                       Tcp   – температура

окружающей среды;             a        – коэффициент теплоотдачи с поверхности ампулы в
окружающую среду. В дальнейшем считаем, что значение                                      a     в течение всего
опыта постоянно.
      Применяя закон сохранения энергии к процессу кристаллизации олова, можно
получить уравнение

                                      l кр M o + as(Tкр - Tср )Dtкр = 0 ,                                    (3.7)
здесь          Q = l кр M o       –     количество     теплоты,             отданное        оловом     при    его

кристаллизации          за     время        кристаллизации          Dtкр .      Так       как    тепло    отдано

окружающей среде, то              Q < 0 . Второй член суммы в (3.7): as(Tкр - Tср )Dtкр > 0
– количество теплоты, полученное окружающей средой через поверхность
ампулы за время кристаллизации.
          Из соотношений (3.6) и (3.7) следует, что

                                                            Dtкр Tкр - Tср dT
                          l кр          (cо =
                                            M о + cа M а )                    ,                              (3.8)
                                                            M o T - Tср d t
                                                           l кр M о
                                              S 2 - S1 =                .                                    (3.9)
                                                              Tкр
Следовательно, для определения                     S 2 - S1    необходимо измерить температуру

кристаллизации           Т кр ,       время     кристаллизации              Dtкр ,    а     также     вычислить

производную          dT dt        функции     T = f (t)      во время охлаждения твердого олова

после полной кристаллизации. Эти величины можно найти, измеряя температуру
олова в процессе охлаждения от полного расплава до температуры остывшего
олова в конце опыта.

                                                      19

Страницы