Молекулярная физика. Термодинамика. Шишлянникова Л.М. - 61 стр.

UptoLike

Составители: 

60
Установка состоит из горизонтально ориентированной алюминиевой
трубки 1, по оси которой натянута нихромовая спираль 2, закрепленная на
торцах трубки. При прохождении тока по спирали трубка нагревается и
отдает тепло окружающей среде. Для измерения температуры наружной
поверхности на трубке укреплены хромелькапелевые термопары (две по
краям и одна в центральной части). Холодные спаи всех термопар
помещены в сосуд 3, находящийся при комнатной температуре. С
помощью переключателя 4 любая из термопар может быть замкнута на
миллиамперметр 5. Ток в нагревателе регулируется реостатом 6 и
измеряется амперметром 8. Падение напряжения на спирали измеряется
вольтметром 7.
По показаниям миллиамперметра, который переключается
поочередно на все термопары, можно наблюдать за изменением
температуры на поверхности алюминиевой трубки. По истечении
некоторого промежутка времени с момента переключения термопар их
показания перестают меняться. Это означает, что количество теплоты,
получаемое цилиндрической алюминиевой трубкой от нагревателя, равно
количеству теплоты, которое отдает трубка окружающей среде, т. е.
воздуху (процесс является установившимся).
Для коэффициента суммарной теплоотдачи, если пренебречь потерей
тепла через концы трубки, справедливо выражение:
()
,
TTdl
UI
экс
0
=
π
α
(7)
где
U
падение напряжения на нагревателе (В),
I
сила тока (А),
d
внешний диаметр цилиндрической алюминиевой трубки (м),
l
длина
трубки (м).
Разность температур
0
ТТ
для установившегося процесса
определяется как среднее арифметическое из показаний всех термопар.
Градуировочный график термопары приведен на рисунке 2.
По графику определяется
k
(тангенс угла наклона);
,
N
t
k
=
o
(8)
где
o
t
изменение температуры термопары в
C
o
, взятой по графику,
N
изменение положения стрелки миллиамперметра в делениях шкалы,
вызванное изменением температуры термопары на
o
t
.
Тогда
.kNТТ =
0
(9)