Измерения и обработка результатов. Установка для проведения работы состоит из трубчатой электропечи и двух образцов, которые могут свободно перемещаться в горизонтальном направлении

Описание установки

Установка для проведения работы состоит из трубчатой электропечи и двух образцов, которые могут свободно перемещаться в горизонтальном направлении. Образцы представляют собой цилиндры длиной 30 мм и диаметром 5 мм, изготовленные из меди и железа. В один из торцов цилиндра помещают термопары.

Температура образцов отсчитывается по шкалам гальванометров, которые проградуированы в градусах Цельсия.

1. Два образца, железный и медный, вдвинуть в отверстие трубчатой печи так, чтобы они не касались друг друга (рис. 1).

2. Включить печь в сеть.

3. Нагреть образцы до температуры 250 ^оС и быстро выдвинуть их из печи.

4. Нагретые образцы охлаждаются на неподвижном воздухе. Через каждые 10 с производится запись температуры Т ₁ и Т ₂ по показаниям гальванометров. Время t отсчитывается по секундомеру или часам с секундной стрелкой.

5. После охлаждения образцов до температуры ниже 50 ^оС опыт повторить.

6. Обесточить установку.

7.

Построить графики зависимости температуры Т ₁ и Т ₂ образцов от времени:

Т ₁ = j(t); Т ₂ = j(t). Отложить по оси абсцисс время t, а по оси ординат – температуру Т. Для каждого образца снять две кривые охлаждения и построить графики для меди и железа по средним значениям.

8. Графическим методом перевести кривые Т =j(t) образцов и кривые
D T ¤ Dt = j(T _ср), для чего кривые Т = j(t) разбивают на одинаковые, близкие друг к другу участки вертикальными линиями, перпендикулярными оси абсцисс. Разности значений ординат кривых в точках пересечения их с вертикальными линиями будут представлять собой разности температур
(Т ₁– Т ₂), (Т ₂– Т ₃ )... и т.д. для интервалов времени Dt₁, Dt₂,... и т.д., на которые разбита ось абсцисс вертикальными линиями Dt₁ = Dt₂ =...= 10 с. Отношения

и т.д. характеризуют среднюю скорость охлаждения в данном интервале температур D Т.

9. Числовые значения, вычисленные по формуле в п.8, занести в журнал наблюдений и построить графики зависимости D T ¤ Dt = j(T _ср) для образцов меди и железа, откладывая по оси абсцисс среднее значение температуры Т _ср в интервале температур D Т, а по оси ординат D T ¤ Dt первого графика.

10. Определить удельную теплоемкость железа С ₁ для температур 50, 200, 300, 400, 500 ⁰ С. Для этого в формулу

(8)

подставить значения DT ¤ Dt для каждого образца при этих температурах. За эталонный образец принять медный; зависимость удельной теплоемкости меди от температуры приведена в таблице 1.

Таблица 1. Значения удельной теплоемкости меди для различных значений температуры

Температура, ^оС
Уд. теплоемкость, Дж/(кг.К)

11. Из таблицы взять значения удельной теплоемкости меди (С ₂) для температуры 100, 200, 300, 400, 500 ⁰С и подставить в формулу соответствующие значения DT ¤ Dt для меди, которые найдены из графика DT ¤ Dt = j(T _ср) для медного образца. Массы образцов приведены на стенде.

12. Определить среднее значение С ₂; по формуле С _2m= С _2* М определить молярную теплоемкость железного образца

13. Полученные результаты занести в журнал наблюдений.

Дата добавления: 2014-11-18