Лабораторный практикум по общей физике. Термодинамика и молекулярная физика. Деникин А.С. - 48 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МУПОЧ «Дубна» | Дубна

Составители: 

Рубрика: 

48
Лабораторная работа № 7
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
МЕТОДОМ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СЛОЯ
Цель работы.
Целью лабораторной работы является экспериментальное определение
теплопроводности твердого тела.
1. Краткое теоретическое введение.
Передача тепла осуществляется тремя различными процессами:
теплопроводностью, конвекцией или излучением. Предполагая, что последние
два не дают вклада в процесс передачи тепла, рассмотрим свойства плотности
потока тепла в одномерной среде с градиентом температуры. Плотностью потока
тепла называется вектор
j
r
, совпадающий по направлению с направлением
распространения тепла и численно равный количеству тепла, проходящему в
единицу времени через единичную площадь перпендикулярную к направлению
потока. В рассматриваемой среде вектор
j
r
может быть функцией, как координат,
так и времени:
(,)
j j xt
=
rr
. Можно показать, что
V
jT
c
xt
¶¶
=-
r
r
, (7.1)
где
r
– плотность вещества,
V
c
– его удельная теплоемкость,
T
– температура
среды. Опытным путем установлено, что если на разных сторонах
плоскопараллельной пластины толщиной
l
поддерживать температуры
1
T
и
2
T
,
то тепловой поток распространяется в направлении от большей температуры к
меньшей и равен
12
TT
j
l
-
=
c
,
где
c
– коэффициент теплопроводности, зависящий только от свойств среды и ее
физического состояния. Переходя к пределу
l dx
=
, получим закон Фурье для
плотности теплового потока
                                   Лабораторная работа № 7


      ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
                           МЕТОДОМ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СЛОЯ



Цель работы.
        Целью лабораторной работы является экспериментальное определение
теплопроводности твердого тела.


1. Краткое теоретическое введение.
       Передача       тепла    осуществляется            тремя   различными     процессами:
теплопроводностью, конвекцией или излучением. Предполагая, что последние
два не дают вклада в процесс передачи тепла, рассмотрим свойства плотности
потока тепла в одномерной среде с градиентом температуры. Плотностью потока
                                   r
тепла называется вектор j , совпадающий по направлению с направлением

распространения тепла и численно равный количеству тепла, проходящему в
единицу времени через единичную площадь перпендикулярную к направлению
                                                     r
потока. В рассматриваемой среде вектор j может быть функцией, как координат,
                  r    r
так и времени: j = j ( x, t ) . Можно показать, что
                                           r
                                          ¶j          ¶T
                                             = - r cV    ,                              (7.1)
                                          ¶x          ¶t
где   r – плотность вещества, cV – его удельная теплоемкость, T – температура
среды.    Опытным          путем       установлено,      что   если   на   разных   сторонах
плоскопараллельной пластины толщиной l поддерживать температуры T1 и T2 ,

то тепловой поток распространяется в направлении от большей температуры к
меньшей и равен
                                              T -T
                                           j=c 1 2,
                                                l
где   c – коэффициент теплопроводности, зависящий только от свойств среды и ее
физического состояния. Переходя к пределу l = dx , получим закон Фурье для
плотности теплового потока




                                                48

Страницы