I Wstęp teoretyczny

Chcąc wyznaczyć współczynnik przewodnictwa cieplnego ciał stałych metodą Christiansena należy skorzystać z następującego wzoru:

Przy czym
oznacza ilość ciepła przechodzącą w jednostce czasu przez jednorodną warstwę grubości
i powierzchni S przy różnicy temperatur
.
jest współczynnikiem przewodnictwa cieplnego, którego obliczenie jest celem naszego zadania. Niestety ilość ciepła jest wielkością bardzo trudną do wyznaczenia, dlatego musimy przekształcić powyższy wzór do postaci:

ostatecznie otrzymując :

II Opracowanie ćwiczenia

1) Dane:
(szerokość płytki pleksiglasu)

(szerokość płytki textolitu)

(współczynnik przewodnictwa cieplnego plexiglasu)

(współczynnik termoelektryczny termopar)

Wartości mierzonego napięcia przy kolejnych termoparach w zależności od temperatury obrazuje poniższa tabela:

napięcie przy termoparach [mV]
temperatura [K]	I	II	III	IV
307,15	1,23	1,02	1,02	0,63
317,15	1,56	1,21	1,23	0,63

Aby obliczyć
należy przedtem sprawdzić ile wynosi różnica napięcia pomiędzy termoparami I i II oraz III i IV , a następnie podzielić wyniki przez współczynnik termoelektryczny termopar , aby otrzymać jednostkę [K](ostatnia czynność nie jest konieczna bowiem stosunki są bezwymiarowe). Iloraz tych rozwiązań będzie zastępował we wzorze
ponieważ jest identyczny co do wartości.

[K]	[K]
(I-II)/	(III-IV)/
5,121951	9,512195
8,536585	14,63415

a)Dla około 307,15 K :

b)Dla około 317,15 K :

2)Wnioski: Rozbieżności w dwóch uzyskanych powyżej wynikach są spowodowane tym, że nie uwzględniliśmy strat ciepła do otoczenia (są one większa dla ciał bardziej nagrzanych), na skoki temperatury na powierzchniach stykowych i na spadki temperatury w warstwach elastycznej gumy (jej współczynnik przewodzenia ciepła jest zależny od temperatury). Widać jednak ,iż są to poprawki nieznaczne.

3) Aby obliczyć względny błąd należy podstawić wartości do wzoru:

a)

dla temp. około 307,15 K

b)
dla temp. około 317,15 K

4) Znając błąd względny możemy obliczyć błąd bezwzględny:

a)

b)

5) Błędy względne nie przekraczają 5% , a błędy bezwzględne różnią się dopiero w częściach tysiącznych. Świadczy to o tym, że wyznaczone współczynniki przewodnictwa cieplnego są porównywalne. Możliwe przyczyny występowania błędów wymieniłem w podpunkcie 2. Cel doświadczenia został osiągniety.

---