Молекулярная физика. Часть 3. Ларионов А.Н - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

20
Соотношение (5) получено в предположении, что теплота
переносится от внутреннего к наружному цилиндру только благодаря тепло -
проводности. Это
предположение достаточно обоснованно , поскольку поток лучистой энергии
при невысоких температурах и малом диаметре нагревателя составляет незна-
чительную часть количества переносимой теплоты , а конвекция устраняется
подбором диаметра наружного цилиндра и его вертикальным расположением в
экспериментальной установке.
Внутренним цилиндром может служить тонкая проволока (нить), обычно
вольфрамовая, которая нагревается электрическим током. Тогда после установ-
ления стационарного режима тепловой поток можно принять равным мощности
электрического тока, протекающего через проволоку q=I
H
U
H
, где I
H
- ток че-
рез проволоку, U
H
- падение напряжения на проволоке. Если последовательно с
проволокой включить эталонный резистор с сопротивлением R
P
, то
I
H
= U
P
/R
P
,
и тогда тепловой поток равен
PHP
qUU/R
=
, (6)
где U
P
- падение напряжения на эталонном резисторе. Подстановка равенства
(6) в формулу (5), позволяет выразить коэффициент теплопроводности
(
)
2
PH
P
UUlnD/d
LRT
χ
π
=
!
, (7)
здесь D и d- диаметры соответственно наружного цилиндра и проволоки;
∆Т = Т
П
- Т
T
– разность температур проволоки и наружного цилиндра (труб -
ки).
Температуру трубки Т
T
можно принять равной температуре окружающе-
го воздуха. Для вычисления разности температур ∆Т в слое газа необходимо
исключить R
0
из выражений температурной зависимости сопротивления про -
волоки соответственно при температуре окружающей среды (R
0
) и нагретой
проволоки (R
Н
)
(
)
(
)
0000
11
HH
αα
=+=+
,
где R
0
- сопротивление проволоки при t = 0°C; α - температурный коэффициент
сопротивления материала проволоки:
(
)
(
)
(
)
0000
1
HHH
RtRRttT
α
α
+
⋅
−
=
−
=
∆
                                   20
     Соотношение (5) получено в предположении,         что      теплота
переносится от внутреннего к наружному цилиндру только благодаря тепло-
проводности. Это


предположение достаточно обоснованно, поскольку поток лучистой энергии
при невысоких температурах и малом диаметре нагревателя составляет незна-
чительную часть количества переносимой теплоты, а конвекция устраняется
подбором диаметра наружного цилиндра и его вертикальным расположением в
экспериментальной установке.
      Внутренним цилиндром может служить тонкая проволока (нить), обычно
вольфрамовая, которая нагревается электрическим током. Тогда после установ-
ления стационарного режима тепловой поток можно принять равным мощности
электрического тока, протекающего через проволоку q=IHUH, где IH - ток че-
рез проволоку, UH - падение напряжения на проволоке. Если последовательно с
проволокой включить эталонный резистор с сопротивлением RP, то
                  IH = UP/RP ,
и тогда тепловой поток равен
                  q =UPUH / RP ,                                     (6)
где UP - падение напряжения на эталонном резисторе. Подстановка равенства
(6) в формулу (5), позволяет выразить коэффициент теплопроводности
                     U U ln ( D / d )
                   χ= P H             ,                              (7)
                       2π LRP �T
здесь D и d- диаметры соответственно наружного цилиндра и проволоки;
∆Т = ТП - ТT – разность температур проволоки и наружного цилиндра (труб-
ки).
      Температуру трубки ТT можно принять равной температуре окружающе-
го воздуха. Для вычисления разности температур ∆Т в слое газа необходимо
исключить R0 из выражений температурной зависимости сопротивления про-
волоки соответственно при температуре окружающей среды (R0) и нагретой
проволоки (RН)

                  RH 0 =R0 (1 +α t0 ) ,RH =R0 (1 +α t ) ,

где R0 - сопротивление проволоки при t = 0°C; α - температурный коэффициент
сопротивления материала проволоки:
                  ∆T =t −t 0 =(R H −R H 0 ) ⋅ (1 +αt 0 ) (αR H 0 )

Страницы