IV. Порядок выполнения работы

Эксперимент состоит из двух частей: в первой части измеряется электропроводность металла при комнатной температуре, во второй части - теплопроводность металла. Экспериментальная установка позволяет создать градиент температуры вдоль металлического образца. Для этого верхний конец образца поддерживается при температуре 100°, а нижний - при комнатной. Зная изменение во времени температуры воды, в которую опущен нижний конец металла, можно определить сколько тепла было передано от верхнего конца образца нижнему, и от нижнего конца воде.

1. Взять образец металла по выбору преподавателя.

2. Измерение электропроводности металла.

1) Собрать схему измерений электропроводности в соответствии с рис.2.

Рис.2. Электрическая схема для измерения электропроводности металлов.

Измерительные провода подключаются к сквозным отверстиям в образце, расположенным как можно ближе друг к другу.

2) Изменяя ток через образец с помощью реостата, снять вольт-амперную характеристику ВАХ, т.е. зависимость падения напряжения U на образце от тока I через образец при комнатной температуре. Измерения проводить от 0,3 А до 0,7 А с шагом 0,05 А. Данные занести в табл.1.

Табл.1.

3. Подготовка к эксперименту по теплопроводности.

1) Собрать схему измерений в соответствии с рис.3.

Рис.3. Экспериментальная установка для измерения теплопроводности.

Ознакомиться с работой измерителя температур 4-2. Измеритель температур 4-2 имеет два индикаторных окошка, к которым можно подключить любой из датчиков температуры. Датчик подключенный к верхнему индикатору, отмечается красным светом, датчик, подключенный к нижнему индикатору, обозначается зеленым светом. Переключение от одного датчика к другому осуществляется последовательным нажатием кнопки T_1…4 . Измеритель имеет возможность показывать температуру как в градусах Цельсия, так и в Кельвинах (переключатель ºС/К). Кроме того возможна индикация разности температур двух датчиков (кнопка ΔТ).

2) Взять образец металла; конец без изоляции вставить в верхний калориметр К1, при необходимости покрыть конец теплопроводящей пастой.

3) Нижний калориметр К2 поставить так, чтобы при необходимости он мог быть удален без демонтажа образца; изолированный конец образца должен был полностью погружен в холодную воду.

4) Расположить контактные датчики температур D1 и D2 в специальных углублениях (расположенных как можно дальше друг от друга), расстояние между которыми равно 31,5 см. Для улучшения контакта использовать теплопроводящую пасту. Датчики должны быть расположены как можно ближе к поверхности образца.

5) Полностью заполнить водой верхний калориметр К1, чтобы не надо было доливать воды. Включить кипятильник и довести воду до кипения.

6) Заполняем водой комнатной температуры нижний калориметр К2, предварительно взвесив воду. Для этого:

- вынуть стакан из нижнего калориметра и взвесить его;

- налить воды и взвесить стакан с водой;

- по разнице веса полного и пустого стакана определить вес воды.

Весы находятся на столе преподавателя.

4. Измерение теплопроводности первого металла.

Измерить зависимость разности температур ΔT_D верхнего T_D1 и нижнего T_D2 датчиков температур и температуры нижнего калориметра T_нижн от времени. Измерения проводятся на измерителе температур 4-2 с интервалом 5 мин. в течение 50 минут. Данные занести в табл.2.

Табл.2.

5. Измерение электропроводности второго металла.

Параллельно с измерением теплопроводности первого металла измерить электропроводность второго металла в соответствии с пунктом 2. Данные занести в табл.3.

Табл.3.