Dominik Sadowski

Wydział Mechaniczny

Kierunek : Mechanika i Budowa Maszyn

Rok studiów : I

Ćw. prowadzi : dr hab. H.Pykacz

Doświadczenia wykonano : 19.04.2000

SPRAWOZDANIE

Z przeprowadzonego ćwiczenia nr 28 :

„Pomiar przewodności cieplnej izolatorów”

Celem wykonanego ćwiczenia było :

• zapoznanie ćwiczących z zagadnieniami przenoszenia ciepła - podstawowymi jego mechanizmami

• metodą pomiaru przewodności cieplnej izolatorów

• pomiaru współczynnika przewodności cieplnej izolatora

1. Zestaw przyrządów wykorzystanych w ćwiczeniu :

• urządzenie do pomiaru przewodnictwa cieplnego izolatorów

• ultratermostat

• cyfrowy miernik temperatury [klasa : kl=0,5 rozdzielczość=0,1]

• termopara

• zestaw izolatorów, z pośród którego wybrano badany izolator : płytkę ze sklejki

• suwmiarka o dokładności pomiaru 0,02mm

• zegarek z wskazówką sekundową - dokładność 1 sekunda

2. Wyniki pomiarów oraz obliczenia wielkości :

Tabela z wynikami pomiaru gabarytów płytki badanej (badanego izolatora) i płytki mosiężnej P₂ :

Tabela z wynikami pomiaru szybkości stygnięcia :

Pomiar 2				Pomiar 3
t [s]	T [°C]	T [°C]		t [s]	T [°C]	T [°C]
0	16,8	0		0	16,8	0
10	16,9	0,1		10	17	0,2
20	17,1	0,2		20	17,2	0,2
30	17,3	0,2		30	17,4	0,2
40	17,5	0,2		40	17,6	0,2
50	17,7	0,2		50	17,8	0,2
60	17,9	0,2		60	18	0,2
70	18	0,1		70	18,2	0,2
80	18,3	0,3		80	18,4	0,2
90	18,5	0,2		90	18,6	0,2
100	18,7	0,2		100	18,8	0,2
110	18,9	0,2		110	19	0,2
120	19,1	0,2		120	19,2	0,2
130	19,3	0,2		130	19,4	0,2
140	19,6	0,3		140	19,6	0,2
150	19,8	0,2		150	19,9	0,3
160	20	0,2		160	20,1	0,2
170	20,2	0,2		170	20,4	0,3
180	20,4	0,2		180	20,6	0,2
190	20,6	0,2		190	20,8	0,2
200	20,8	0,2		200	21	0,2
210	21	0,2		210	21,2	0,2
220	21,2	0,2		220	21,4	0,2
230	21,3	0,1		230	21,6	0,2
240	21,5	0,2		240	21,8	0,2
250	21,7	0,2		250	22,1	0,3
260	21,9	0,2		260	22,3	0,2
270	22,1	0,2		270	22,5	0,2
280	22,3	0,2		280	22,7	0,2
290	22,5	0,2		290	22,9	0,2
300	22,7	0,2		300	23,1	0,2
310	23	0,3		310	23,3	0,2
320	23,2	0,2		320	23,5	0,2
330	23,4	0,2		330	23,6	0,1
340	23,6	0,2		340	23,8	0,2
350	23,8	0,2

Opis oznaczeń użytych w tablicach oraz wzory :

1. Tabela z gabarytami płytek

r - promień płytki mosiężnej

d - grubość płytki mosiężnej

r₁ - promień badanej płytki

d₂ - grubość badanej płytki

2. Tabela szybkości stygnięcia

t - czas

T - temperatura różnicowa

T - przyrost temperatury różnicowej; T=T₂-T₁

Wykresy zależności T=f(t) dla pomiarów 2 i 3 :

Wyznaczenie szybkości stygnięcia :

n=dT/dt (stosunek przyrostu temperatury różnicowej do przyrostu czasu)

Szybkość stygnięcia wyliczono w punkcie temperatury równowagi T_ś.r.=19,8°C=292,95K

n=0,0203K/s±0,0006K/s

Wyznaczenie współczynnika przewodnictwa cieplnego k badanego izolatora w/g wzoru :

gdzie:

m - masa mosiądzu

c - ciepło właściwe mosiądzu

d₁ - grubość płytki pleksi

r₁ - promień płytki

T_ś..r. - temperatura stanu równowagi

r - promień płytki mosiężnej

d - grubość płytki mosiężnej

korzystając z powyższego wzoru obliczam współczynnik k

3. Dyskusja błędów :

• Δr=Δr₁=0,01mm - błąd wyznaczania promienia płytek

• Δd=Δd₁=0,02mm - błąd wyznaczania grubości płytek

• ΔT_ś..r.=
  - błąd pomiaru różnicowej temperatury stanu równowagi ; ΔT_ś..r.=0,2°C

• Δt=1sekunda - błąd pomiaru czasu

Za błędy wielkości które liczono ze średniej arytmetycznej (np. współczynnik szybkości stygnięcia) przyjęto odchylenie standardowe średniej skorygowane o współczynnik Studenta (o prawdopodobieństwie i liczbie pomiarów podanych w tabelach powyżej)

• Błąd wyznaczania współczynnika przewodnictwa cieplnego k obliczono z wzoru podanego w instrukcji ćwiczenia :

błąd względny :

błąd bezwzględny wyliczono mnożąc otrzymaną wartość współczynnika k razy

4. Wnioski :

Największy błąd w wyznaczeniu przewodnictwa cieplnego K wprowadza ciepło właściwe mosiądzu. Bardziej dokładne wyniki można byłoby uzyskać stosując miernik temperatury o większej dokładności np. o rozdzielczości 0,01°C.

D.Sadowski Strona 1 z 6

---