Определение разности температур между вольфрамовой нитью и внутренней поверхностью стеклянной трубки.

Пусть - сопротивление вольфрамовой нити при комнатной температуре, тогда при температуре на ΔТ градусов выше сопротивление нити равно

. (а)

 

Так как

,

где и - напряжения на нити и эталоном резисторе при «негреющем» токе i ₀ (<10 мА), соответственно формула (а) может быть представлена в виде

.

Выразив ΔТ, получим

 

, и, учитывая, что при «нагревающем» токе и _н= R_нi и и _р= R_рi, а, следовательно, , окончательно .

 

Порядок выполнения работы.

 

1. Вывести на минимум (крайнее левое положение) ручку потенциометра в узле «НАГРЕВ» ПБ, убедиться, что все тумблеры ПБ в положении «ВЫКЛ».

2. Подключить вилку питания прибора к розетке сети переменного тока напряжением 220В.

3. Включить тумблеры «ВКЛ» в узле «СЕТЬ» и «НАГРЕВ» в соответствующем узле.

4. Нажать кнопку и _р (режим измерения падения напряжения на эталонном резисторе). Установить рукояткой «НАГРЕВ» напряжение не более 0,060В («негреющий» ток). Записать значение .

5. Нажать кнопку и _н (режим измерения падения напряжения на нити) и зарегистрировать по цифровому индикатору значение .

6. Нажать кнопку и _р, установить рукояткой «НАГРЕВ» напряжение порядка 0,7В и записать значение и _р.

7. Выждав минуту для установления стационарного теплового режима, определить падение напряжения на нити и _н нажатием кнопки и _н.

8. Повторить пункты 6 и 7, плавно меняя рукояткой «НАГРЕВ» напряжение и _р в интервале от 0,7В до 1,5В (провести 6-7 измерений).

НЕ ПОДНИМАТЬ и_р ВЫШЕ 1,5В.

 

9. Вывести ручку «НАГРЕВ» в крайнее левое положение, выключить тумблеры «НАГРЕВ» и «СЕТЬ». Вытащить вилку из розетки сети переменного тока.

10. По результатам измерений и вычислений заполнить таблицу.

 

ТАБЛИЦА.

№ опыта	, В	, В	и р, В	и н, В	χ,	Δχ,	ε;
…

Вопросы, которые следует разобрать при подготовке к сдаче допуска к работе.

1. Дайте определение плотности потока, потока физической величины.

2. Дайте определение степени свободы. Сколько степеней свободы имеет одно-, двух-, многоатомная молекула? Как можно выбрать эти степени свободы?

3. Сформулируйте теорему о равнораспределении энергии по степеням свободы.

4. Как можно вычислить среднюю скорость теплового движения молекул, среднюю длину свободного пробега молекул?

5. Как в ходе эксперимента определить тепловой поток между нитью и стеклянной трубкой? Как определить разность температур между нитью и трубкой?

 

Вопросы, которые следует разобрать при подготовке к сдаче отчета по работе.

1. Вывод общего уравнения переноса.

2. Оценить значение теплопроводности воздуха при н.у. по формуле (4), приняв диаметр «молекулы воздуха» равным 0,35 нм.

3. Как зависит теплопроводность газа от давления, температуры?

Литература.

1. Р.В.Телеснин. Молекулярная физика. М. «Высшая школа». 1973 г. §§ 61, 68, §29.

2. Д.В. Сивухин. Общий курс физики. Т.2. Термодинамика и молекулярная физика. 1975 г. §§ 86, 89, 68.

3. А.Н.Матвеев. Молекулярная физика. М, «Высшая школа». 1981 г., сс. 355-358, 363-365, 103-109, 132-136.