Опыт Франка и Герца. Исследование теплоемкости твердых тел. Головин Ю.М - 17 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Количество тепла dQ , теряемого объемом V металла за время dt, по уравнению теплово-
го баланса можно выразить при остывании на dT градусов как
Vdt
d
t
dT
CCmdTdQ ρ−=−=
, (1)
где С – теплоемкость металла; ρ – его плотность; dT – понижение температуры образца
(можно считать температуру одинаковой во всех точках образца, так как линейные размеры
тела малы, а теплопроводность металла велика). Величину dQ можно подсчитать, кроме то-
го, из закона охлаждения Ньютона
SdtTTdQ )(
0
−
α
=
, (2)
где S – площадь поверхности образца;
0
T – температура окружающей среды; α – коэффици-
ент теплоотдачи.
Приравняем выражения (1) и (2), получим
SdtTTVdt
d
t
dT
C )(
0
−α=ρ− . (3)
Полагая, что
dt
dT
, С, ρ, α, Т и Т
0
не зависят от координат точек поверхности образца? на-
пишем соотношение (3) для двух образцов (эталон – медь и любого другого по выбору ис-
следователя), у которых
21
SS = ,
21
α
=
α в малом интервале температур, нагретых до одинако-
вой температуры
н21
TTT == . Делением одного выражения на другое получим
1
1
2
2
21
=
dt
dT
m
dt
dT
m
CC
, (4)
где m
1
– масса стального (алюминиевого) образца; m
2
– масса медного образца;
2
dt
dT
– ско-
рость остывания медного образца;
1
dt
dT
– скорость остывания стального (алюминиевого)
образца.
В данной работе определение теплоемкости металлов производится на установке, пред-
ставленной на рис. 2.
Электропечь А смонтирована на скамье, по которой она может перемещаться вправо и
влево. Образец В (тоже может перемещаться) представляет собой цилиндр длиной 30 мм и
диаметром 5 или 10 мм с высверленным каналом с одного конца, в который вставлена тер-
мопара. Концы термопары подведены к милливольтметру С или потенциометру D, который
записывает кривую остывания образца.
ЗАДАНИЕ 1
Получение экспериментальных данных по температуре (Т) и
времени (t) охлаждения образца
А
В
С
D
Рис. 2
Е
F

Страницы