Технически Университет София

Департамент по приложна Физика

Протокол: 11

Студент: Атанас Иванов Пенчев

Факултетен номер: 041206027

Факултет: ЕМФ Група: 43

Подпис Ръководител:

Тема: Определяне на коефициента на топлопроводност на твърдо тяло

1. Теоретични свдения

При топлинен контакт между две тела, имащи различни температури, става предаване на топлина от тялото с по-висока температура, към тялото с по ниска температура. Такова предаване на топлина се наблюдава и между частиците на едно и също тяло, ако са неравномерно загрети. Когато пренасянето на топлината не е свързано с пренасяне на вещество, процесът се нарича топлопроводност.

Топлопроводността се дължи на непосредствено предаване на кинетична енергия от едни молекули или атоми на други.

За изотропно еднородно тяло на което S₁ и S₂ са две сечения с температури H₁, H₂ на разстояние х, количество топлина dQ, което ще се пренесе при стационарен процес през S₁ и S₂ за време dt:

Закон на Фурие

Знакът минус показва, че топлинната енергия се предава от място с по-висока към място с по-ниска температура. k се нарича коефициент на топлопроводност,величина която характеризира средата по отношение на на нейната топлопроводност. Измерва се с топлинният поток,преминал през единица площ, перпендикулярна на потока, при един градус изменение на температурата.

В система SI мерната единица на k е Wm^-1K^-1 . Числената му стойност в зависимост от вида на средата се изменя при металите в границите 50 до 200 Wm^-1K^-1, при изолационните твърди материали от 0,01 до 1,7 Wm^-1K^-1 ,при газовете от 0,017 до 1,134 Wm^-1K^-1

2. Опитна постановка

Определянето на k се извършва с помощта на опитна постановка съставена от цилиндрична метална плоча , закрепена към стабилна основа, в центъра на която иам термо двойка, с чиято помощ се отчита температурата. Върху плочата са поставени изследвания образец инагревател. Нагревателят представлява метален съд с вода , в който е монтиран нагревател.

Поради преноса на топлина температурата се покачва Тя се записва през 2 минути докато се достигне топлинно равновесие на системата т.е. температурата остава постоянна

С известно приближение за H₁ температурата на кипене на водата , може да се използва :

Р = 0,957 МРа, Р₀ = 1,01 МРа

3. Задачи

k = ?