POLITECHNIKA WROCŁAWSKA
Laboratoria z podstaw Fizyki
Tomasz Kaczor
Tomasz Goździuk
Sprawozdanie z ćwiczenia nr 28
Temat: Pomiar przewodności cieplnej izolatorów
Wydział Chemiczny Rok I
Data: 26.03.2008
Prowadzący: dr Ewa Oleszkiewicz
Ocena:
1. Celem ćwiczenia jest: zapoznanie ćwiczących z zagadnieniami przenoszenia ciepła:
- podstawowymi jego mechanizmami
- metodą pomiaru przewodności cieplnej izolatorów
- pomiarem współczynnika przewodności cieplnej izolatora.
2. Wstęp teoretyczny
Jeżeli przeciwległe ścianki płyty o powierzchni przekroju S i grubości d1 mają odpowiednio temperatury T1 i T2 (T1>T2),to następuje przepływ ciepła w kierunku powierzchni o niższej temperaturze. Ilość ciepła przepływającego w jednostce czasu w stanie stacjonarnym wyrazi się wzorem:
gdzie:
k - współczynnik przewodności cieplnej ,oznacza ilość ciepła przechodzącego w jednostce czasu przez jednostkę powierzchni przy jednostkowym gradiencie
temperatury (różnica temperatury 1K przypada na jednostkę grubości).
Różne ciała mają różne wartości przewodności cieplnej. Ciała o małej wartości współczynnika k- nazywają się izolatorami.
Zakładając, że ilość wypromieniowanego ciepła jest proporcjonalna do powierzchni,
można wyrazić ilość ciepła wypromieniowanego przez jednostkę powierzchni w jednostce czasu jako
r - promień mosiężnej płytki
d-grubość mosiężnej płytki
Po ustaleniu się temperatur dwóch płyt w zestawie doświadczalnym ilość ciepła przewodzona przez badaną płytkę jest równa ilości ciepła wypromieniowanego przez boczną i dolną powierzchnię mosiężnej płyty:
m-masa odbiornika
c-ciepło właściwe odbiornika
d-grubość odbiornika
r - promień odbiornika
d1,r1 - grubość i promień badanej płyty
n=DT/Dt - szybkość stygnięcia
T1-T2=Tsr - różnica temperatur stanu równowagi
3. Przebieg i wyniki pomiarów. Obliczenia.
Zestaw pomiarowy składa się z:
- urządzenie do pomiaru przewodnictwa cieplnego izolatorów
- zasilacz z regulatorem temperatury
- cyfrowy miernik temperatury
- termopara
- zestaw izolatorów
- suwmiarka (±0,05 mm)
- śruba mikrometryczna (±0,01 mm)
- stoper (±0,2 s)
Schemat układu pomiarowego:
1 – wyświetlacz rzeczywistej temperatury czujnika
2 – wyświetlacz nastawionej temperatury
3 – wskaźnik grzania
4 – regulacja temperatury w górę
5 – regulacja temperatury w dół
6 – sekcja SET 1
7 - izolator
farfalla88