Tab. 1. Tabela pomiarowa zależności różnicy temperatur pomiędzy końcami pręta od czasu dla pręta z mosiądzu.
Wykres 2. Zależność różnicy temperatur pomiędzy końcami pręta od czasu (mosiądz).
Wyniki pomiarów:
długość pręta: l = (26 ± 0,1) cm
średnica pręta: d = (18,55 ± 0,04) mm
natężenie prądu płynącego przez grzejnik: I = (0,6 ± 0,05) A
napięcie: U = (7,5 ± 0,08) V
różnica temperatur w stanie stacjonarnym: ΔT = (28,1 ± 0,2) K
Wielkości obliczone:
pole przekroju pręta S =Π d2 : S = (270 ± 1,6) mm2
moc prądu płynącego przez grzejnik P = UI : P = (4,5 ± 0,4) W
współczynnik przewodzenia ciepła K = : K = (154 ± 17)
UWAGI:
pomiary temperatury mogą się odbywać przez pierwsze 10 minut co 20 sekund, natomiast potem co 1 minutę.
pomiar różnicy temperatur aż do osiągnięcia stanu stacjonarnego wynosił w naszym przypadku ok. 45 minut dla jednego pręta.
Tab. 2. Tabela pomiarowa zależności różnicy temperatur pomiędzy końcami pręta od czasu dla pręta z aluminium
.
Wykres 2. Zależność różnicy temperatur pomiędzy końcami pręta od czasu (aluminium).
Wyniki pomiarów:
długość pręta: l = (26 ± 0,1) cm
średnica pręta: d = (18,37 ± 0,02) mm
natężenie prądu płynącego przez grzejnik: I = (0,6 ± 0,05) A
napięcie: U = (7,5 ± 0,08) V
różnica temperatur w stanie stacjonarnym: ΔT = (26,7 ± 0,2) K
Wielkości obliczone:
pole przekroju pręta S =Π d2 : S = (265 ± 0,7) mm2
moc prądu płynącego przez grzejnik P = UI : P = (4,5 ± 0,4) W
współczynnik przewodzenia ciepła K = : K = (165 ± 18)
UWAGI:
podobne uwagi jak w części pierwszej ćwiczenia odnośnie czasu trwania pomiarów.
obliczona przez nas wartość współczynnika przewodnictwa cieplnego aluminium K = (165 ± 18) odbiega od wartości podanej w tabelach fizycznych K = 237 . Jako że różnica temperatur pomiędzy końcami pręta ΔT w stanie stacjonarnym znajduje się w mianowniku równania określającego K, należałoby sądzić, że przyjęte przez nas ΔT jest zbyt duże. Wartość K = 237 otrzymalibyśmy w naszym przypadku dla ΔT ≈ 19 K. Jednakże, co widać na wykresie 2, ΔT przyjmuje taką wartość po ok. 10 minutach i, niestety, nie można przyjąć, że jest to już wartość dla stanu stacjonarnego, ponieważ ΔT rośnie wtedy dość szybko (duże nachylenie wykresu).