Молекулярная физика. Часть 2. Явления переноса. Кукуев В.И - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

16
Из уравнения (4) получим формулу для определения коэффициента те-
плопроводности газа:
2
1
12
ln
2()
R
q
R
LTT
c
p
=
-
. (5)
Формулу (5) получили в предположении, что теплота переносится от
внутреннего к наружному цилиндру только благодаря теплопроводности.
Это предположение достаточно обосновано, поскольку поток лучистой
энергии при невысоких температурах и малом диаметре нагревателя со-
ставляет незначительную часть количества теплоты, которая переносится, а
конвекция устраняется подбором диаметра наружного цилиндра и его вер-
тикальным расположением в экспериментальной установке.
Внутренним цилиндром может служить тонкая проволока (нить),
обычно вольфрамовая, которая нагревается электрическим током. Тогда по-
сле установления стационарного режима тепловой поток можно принять
равным мощности электрического тока, протекающего через проволоку.
HH
UIq
=
,
где I
H
– ток через проволоку;
U
H
– падение напряжения на проволоке.
Если последовательно с проволокой включить эталонный резистор со-
противлением R
P
, то
P
H
P
U
I
R
=
,
и тогда
P
HP
R
UU
q =
, (6)
где U
P
– падение напряжения на эталонном резисторе.
Используя равенство (6) в формуле (5), получим
TLR
d
D
lnUU
P
HP
Dp
c
2
=
, (7)
здесь D и d – диаметры наружного цилиндра и проволоки;
ΔТ = Т
Н
– Т
Т
– разность температур проволоки и наружного цилиндра
(трубки).
Температуру трубки Т
Т
можно принять равной температуре окружаю-
щего воздуха.
Для вычисления разности температур ΔТ в слое газа напишем формулы,
по которым определяют сопротивление проволоки при температуре окру-
жающего воздуха и в нагретом состоянии:
.
HOOO
RRt
a
=+
,
(1)
HO
RRt
a
=+
, 
    Из уравнения (4) получим формулу для определения коэффициента те-
плопроводности газа:
                                               R2
                                            q ln
                                               R1
                                 � �                    .            (5)
                                     2 � L ( T1 � T 2 )
     Формулу (5) получили в предположении, что теплота переносится от
внутреннего к наружному цилиндру только благодаря теплопроводности.
Это предположение достаточно обосновано, поскольку поток лучистой
энергии при невысоких температурах и малом диаметре нагревателя со-
ставляет незначительную часть количества теплоты, которая переносится, а
конвекция устраняется подбором диаметра наружного цилиндра и его вер-
тикальным расположением в экспериментальной установке.
     Внутренним цилиндром может служить тонкая проволока (нить),
обычно вольфрамовая, которая нагревается электрическим током. Тогда по-
сле установления стационарного режима тепловой поток можно принять
равным мощности электрического тока, протекающего через проволоку.
                                  q � IHU H ,
где IH – ток через проволоку;
     UH – падение напряжения на проволоке.
     Если последовательно с проволокой включить эталонный резистор со-
противлением RP, то
                                        UP
                                  IH �       ,
                                         RP
и тогда
                                      U U
                                  q� P H ,                           (6)
                                        RP
где UP – падение напряжения на эталонном резисторе.
     Используя равенство (6) в формуле (5), получим
                                                D
                                         U PU H ln
                                  � �            d   ,               (7)
                                      2� LR P � T
здесь D и d – диаметры наружного цилиндра и проволоки;
    ΔТ = ТН – ТТ – разность температур проволоки и наружного цилиндра
(трубки).
    Температуру трубки ТТ можно принять равной температуре окружаю-
щего воздуха.
    Для вычисления разности температур ΔТ в слое газа напишем формулы,
по которым определяют сопротивление проволоки при температуре окру-
жающего воздуха и в нагретом состоянии:
                            R H .O � R O (1 � � t O ) ,
                             R H � R O (1 � � t ) ,

                                    16

Страницы