123256

(2)

u²

RS

AT

4 U²

R -K-d² -|>A|

Ax

gdzie: d - oznacza średnicę pręta. W niniejszym ćwiczeniu używane są pręty o średnicy d = (10,0 ±0,1) mm Wykonanie i opracowanie ćwiczenia.

1.    Połączyć obwód w/g schematu ideowego (rys. 1).

2.    Napełnić naczynie kalorymetryczne wodą z lodem. Odczekać ok. 10 min. aż mieszanina osiągnie stan

równowagi termodynamicznej.

3.    Włączyć zasilanie grzałki, ustalając napięcie w zakresie (4 - 7 V).

4.    Miliwoltomierz podłączyć do zacisków (7; 0) i obserwować jego wskazania.

5.    Gdy układ osiągnie stan ustalony, zmierzyć napięcia na termoparach umieszczonych w różnych miejscach

pręta, przełączając zacisk mi li woltomierza z położenia 0 kolejno do położeń 1, 2, 3, ... 6 i zanotować wyniki w tabeli.

Tabela.. Wyniki pomiarów zależności temperatury pręta od odległości.

moc grzania	R = (2.2	±0,1) Q	Ui =		P.=
nr zacisku	1	2	3	4	5	6
napięcie [mV]
położenie x[mm]
temperatura T[°C1

1.    Wiedząc, że temiopary umieszczone są w jednakowych odległościach od siebie i równych (10 ±1) mm. ustalić

ich położenia.

2.    Wiedząc, że współczynnik kierunkowy nachylenia charakterystyki termopary wynosi 4 mV/K określić

temperatury w poszczególnych położeiuach i wpisać je do tabeli.

3.    Nanieść na wykres T = f(x) punkty pomiarowe zamieszczone w tabeli.

4.    Wyznaczyć analityczną zależność temperatury od odległości korzystając z metody najmniejszych

kwadratów:    T = A?x + B    (3)

10. Na podstawie uzyskanych wyników narysować zależność T(x) oraz nanieść prostokąty niepewności punktów pomiarowych. Przykładowy wykres przedstawia rys. 2.

Rys. 2.

11.    Obliczyć powierzchnie S przekroju poprzecznego pręta wiedząc, że jego promień r = (5,0 ±0,05)mm.

12.    Korzystając ze wzoru (2) obliczyć wartość współczynnika przewodnictwa cieplnego^ .

13.    Obliczyć niepewność pomiaru u(A) posługując się wzorem:

14.    Powtórzyć pomiary dla trzech różnych mocy zasilania grzałki i dla każdego z nich wyznaczyć A, i u(A,) dla (i

= I 2, 3).

15.    Przeanalizować otrzymane wyniki. Ocenić czy są zgodne w granicach niedokładności pomiaru.

16.    Sformułować wnioski. Tu należy określić źródła niedokładności pomiaru, przyczyny rozbieżności położeń

punktów pomiarowych od linii prostej

Pytania kontrolne.

1.    Wyjaśnić mechanizm przepływu ciepła.

2.    Czym charakteryzują się dobre, a czym złe przewodniki ciepła? Przykłady.

3.    Co rozumiemy pod pojęciem gradientu temperatury?

4.    Od czego zależy strumień ciepła?

5.    Co to jest termopara i w jaki sposób z jej pomocą można mietzyć temperaturę?

6.    Wyjaśnić metodę pomiaru współczynruka przewodnictwa cieplnego.