Форма 4

N	τ, сек	lnτ	R, кОм

Вариант -мост

Рис. 4.3. Электрическая схема установки (вариант – мост)

1. Ввести зонд в исследуемый материал.

2. Установить кнопкой К стрелку гальванометра Г на нуль.

3. Произвести установку нуля прибора (в присутствии преподавателя или лаборанта). Для этого поставить тумблеры в следующие положения: Т₂ - в положение «Грубо»; Т₃ - в положение «Корректировка моста»; Т₇ - в положение «Выше 10 ⁰С»; Т₄ - в положение «Вкл.»; Т₅ - в положение «Вкл.». Набрать с помощью рукояток моста М сопротивление 50500 Ом. Затем включить Т₁ - в положение «Сеть». И, вращая отверткой винт «Корректировка нуля», вывести стрелку гальванометра на 0. Переключить тумблер Т₂ в положение «Точно» и снова вывести стрелку гальванометра на 0. После этого прибор готов к измерениям.

4. Поставить тумблер в следующее положение: Т₂ - в положение «Грубо».

5. Набрать с помощью рукояток моста М сопротивление 50500 Ом.

6. Включить мост - тумблер Т₅, и зонд - тумблер Т₃.

7. Измерить сопротивление зонда, переключая Т₂ из положения «Грубо» в положение «Точно».

8. Пустить в ход секундомер и одновременно включить тумблер Т₆ –«Нагрев». Об исправности установки можно судить по показаниям амперметра и вольтметра.

9. Выждать время (τ = 24 минуты) выхода режима теплоотдачи зонда на зависимость, задаваемую формулой (4.3).

10. Записать в таблицу по форме 4 сопротивление зонда в моменты времени τ = 24; 26; 28; 30; 32; 34; 36; 38; 40 минут.

Измерения завершены, можно приступать к обработке результатов.

4.4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

1. Вычисление температуры зонда t по его сопротивлению R по формуле

Эта формула справедлива для использования терморезистора в области комнатных температур, причем R₀ = 220000 Ом, γ = 0,056 (температурный коэффициент сопротивления)

2. По результатам измерений построить график зависимости lnτ = f (t °C), примерный вид которой приводится на рисунке 4.4.

lnτ

t °C

Рис. 4.4. Зависимость температуры зонда от времени (среда …)

3. На графически усредненной прямой выбрать участок, наиболее близкий к прямолинейному. Определить моменты времени τ_1и τ₂, соответствующие крайним точкам выбранного участка. Условия эксперимента τ = 24-40 минут, заданы так, что практически все точки лежат на одной прямой.

4. Вычислить коэффициент теплопроводности по формуле:

Полученной на основе формулы (4.4), где k - постоянная прибора, определяемая с помощью образца с известным коэффициентом теплопроводности. Для данного прибора . Значение k находится студентами в опыте с кварцевым песком. Значение λ для песка можно взять в таблице 1. Приложения.

Контрольные вопросы

1. Объясните физический смысл коэффициентов теплопроводности λ и температуропроводности а. Запишите размерности λ и а.

2. Приведите границы для интервала значений коэффициентов теплопроводности основных строительных материалов (см. Приложения, табл. 1).

3. Объясните суть методов измерения коэффициентов теплопроводности при стационарном тепловом процессе?

4. В чем заключается математическое обоснование теплопроводности при стационарном тепловом процессе?

5. В чем заключается физический смысл величин и аΔt?

6. Объясните суть методов измерения коэффициентов теплопроводности при нестационарном тепловом процессе?

7. Как перепроверить правильность значения постоянной прибора k?

Литература

1. СНиП РФ 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»; СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».

2. Федорчук Н.М., Грызлов В.С. Избранные главы физики в строительном деле: Учеб. пособие. – Череповец, 1994.

3. Лаборатория строительной физики: Метод. указания к лабораторной работе 121. – Л: ЛИСИ,1981.