1. Celem ćwiczenia jest:

a) zapoznanie się z metodą pomiaru współczynnika przewodności cieplnej izolatorów

b)nabycie umiejętności obsługiwnia ultratermostatu

c)dokonanie pomiaru współczynnika przewodności cieplnej izolatorów

2. Wstęp teoretyczny.

Jeżeli przeciwległe ścianki płyty o powierzchni przekroju S igrubości 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 sie 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 proporcionalna 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=T/t-szybkość stygnięcia

T1-T2=Tsr-różnica temperatur stanu równowagi

3. Przebieg pomiarów.

Zestaw pomiarowy składa się z:

-urządzenia do pomiaru przewodności cieplnej izolatorów z ultratermostatem (0,05C)

-elektroniczny miernik temperatury CMT 12 (0,1C)

-termopara

-izolator z pleksi

-stoper (0,2s)

-suwmiarka (0.02mm)

-śruba mikrometryczna (0,01mm)

Schemat układu:

Położyłam płytkę z pleksi na mosiężnej płycie,następnie na badanej płytce

izolatora położyłam puszkę z gliceryną-zbiornik ciepła. Ogrzewałam układ

do chwili osiągnięcia stanu równowagi,tj.do ustalenia wartości T1-T2.

Wyjęłam płytkę izolatora doprowadziłam do ogrzania dolnej płyty o

3C powyżej stanu równowagi ,zdjęłam puszkę z gliceryną, włączyłam stoper.

Co 30s odczytywałam wartości,aż dolna płytka osiągnęła temperaturę o 4C

mniejszą od stanu równowagi.Pomiary wykonałam dwukrotnie.

Zmierzyłam średnicę 2
i grubość
badanej płytki oraz średnicę 2r i

grubość d płyty mosiężn

Temperatura równowagi Tśr.=25,2C0,1C

Pomiar temperatury stygnięcia odbiornika ciepła (płyty mosiężnej)

Tśr.-3<Tśr.<Tśr+4

22,2C<25,2C<29,2C

Wzrost temperatury wykazany przez miernik cyfrowy oznacza faktyczne

oziębienie odbiornika P2,gdyż miernik pokazuje różnicę między płytami

P1 i P2.

Lp.	TI [C] 0,1C	TII [C] 0,1C
1	22,2	22,2
2	22,9	23,0
3	23,7	23,9
4	24,5	24,7
5	25,3	25,6
6	26,1	26,5
7	27,1	27,4
8	27,8	28,1
9	28,7	28,9
10	29,4	29,6

5.Obliczenia

Odczytane z wykresu:(T2-T1)=(300,8K-295,9K)=T=4,9K

t=240[s]-60[s]=180[s]

Błąd n obliczono:

Współczynnik przewodnictwa cieplnego k :

6.Dyskusja błędów.

Błędy policzyłam metodą pochodnej logarytmicznej:

7.WNIOSKI.

Pleksi-badany materiał zalicza się do izolatorów,jego przewodność cieplna

mieści się między :

Wzór na obliczenie współczynnika przewodności cieplnej jest pewnym

przybliżeniem.Na błąd wpływają dodatkowe wypromieniowanie ciepła z

brzegów badanej płytki,występowanie prądów konwekcyjnych ,które dają

różnice w stygnięciu górnej i dolnej powierzchni płytki mosiężnej-odbiornika.

Założenia proporcionalności wypromieniowanego ciepła do wielkości jest

również przybliżeniem.Wynik uzyskany z pomiarów jest porównywany z danymi technicznymi.

7

---