Молекулярная физика и термодинамика. Головин Ю.М - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

тикальные прямые до пересечения с кривой
)(tfT
=
. Определите значения температур, соответствующих данным точ-
кам пересечения по оси температур (T
1
и T
2
). Повторите данную процедуру для температур 400 °С, 300 °С, 200 °С, 100 °С.
Сделайте аналогичные действия для кривой остывания железа (алюминия). Отношения
t
T
t
TT
dt
dT
∆
∆
=
∆
−
=
1
21
1
харак-
теризуют скорость охлаждения, соответствующую некоторой температуре. Полученные результаты занесите в табл. 1.4.
Таблица 1.4
t
T
∆
∆
с, Дж/кг °С С
µ
, Дж/моль °С
Т
i
, °С
медь
железо
(алюминий)
медь
железо
(алюминий)
медь
железо
(алюминий)
100 380
200 390
300 395
400 397,5
500 400
Примечание: экспериментальные данные могут быть получены на ПК, сопряженным с цифровым вольтметром INSTEK
GDM 8246 по специальной программе, разработанной Быстрицким В.С. и представленной в виде файла-подсказки на рабочем столе.
Задание 3
Определение удельной теплоёмкости железа (алюминия).
Построение графика зависимости молярной теплоёмкости
от температуры
Определите теплоёмкость с
2
железа (алюминия) для температур 100, 200, 300, 400, 500 °С. Для этого в формулу (1.4)
подставьте значения
dt
dT
для каждого образца при этих температурах. За эталонный образец принимают медный. Зави-
симость теплоёмкости меди от температуры приведена в табл. 1.4.
Молярная теплоёмкость
µ
C
связана с удельной теплоёмкостью c известным соотношением:
µ
=
µ
cC
, (1.7)
где c – удельная теплоёмкость,
µ
– молярная масса.
Используя формулу (1.7), переведите удельные теплоёмкости меди, железа (алюминия) в молярные теплоёмкости.
Молярная масса, кг·моль
–1
: меди –
3
Cu
1064
−
⋅=µ
; железа –
3
Fe
1056
−
⋅=µ
; алюминия –
3
Al
1027
−
⋅=µ
.
Для вышеуказанных температур постройте графики зависимости молярной теплоёмкости от температуры, сравните
их с кривой, представленной на рис. 1.1.
Задание 4
Определение коэффициента теплоотдачи
Теплообмен происходит между поверхностью нагретого тела и окружающей средой. Этот процесс осуществляется
путём конвекции и излучения и характеризуется коэффициентом теплоотдачи. Коэффициент теплоотдачи – количество
теплоты, переданное в единицу времени через единицу поверхности при разности температур между поверхностью-
теплоносителем и поверхностью-средой в 1 К, т.е.
)(
0н
TTtS
Q
−∆∆
∆
=α , Вт/м
2
·К. (1.8)
Примечание: при больших температурах (более 300 °С) преобладает излучение, а при низких температурах конвективный
теплообмен. Для определения коэффициента теплоотдачи следует:
1. По графику зависимости температуры охлаждения образца
)(tfT
=
(определяет преподаватель) для начальных значений
температур Т
н
, равных 500, 300 и 150 °С и соответствующих им начальных моментов времени
н
t определить через промежуток време-
ни
10=∆t
с конечные температуры
)3,2(1
T
остывания.
2. По комнатному термометру определить температуру Т
0
окружающей среды. Площадь S рассчитать из геометрических разме-
ров образца. Все данные внести в табл. 1.5.
3. Из закона охлаждения Ньютона
0)3,2(1н
0)3,2(1
)3,2(1
)3,2(1
ln
ТT
TT
tS
mc
−
−
∆
−=α
. (1.9)
Вычислить коэффициент теплоотдачи α в разных температурных интервалах. Объяснить полученный результат.
Таблица 1.5
T
н1
T
1
T
н2
T
2
T
н3
T
3
T
0
α
1
α
2
α
3
°С
S, м
2
Вт/м
2
·К
Примечание: Вывод закона охлаждения Ньютона. Приравняем (1.4) и (1.5):

Страницы