T - Instytut Fizyki - Politechnika Częstochowska

More documents

Recommendations

Info

Ćwiczenie 6: Sprawdzanie prawa Stefana Boltzmanna Rys.2 Układ do doświadczalnego sprawdzenia prawa Stefana – Boltzmanna. Przy ustalonej odległości między żarówką a termoparą, strumień energii Φ docierający do termopary jest proporcjonalny do E T : ( ) Φ ∝ E( T ) Ponieważ siła termoelektryczna SEM termopary ε t jest również proporcjonalna do strumienia energii Φ , mamy: ε t ∝ Φ t E( T ) ∝ ε a więc na podstawie (3) otrzymujemy: 4 t T ∝ ε Ta zależność jest słuszna, jeśli termopara jest w temperaturze zera stopni Kelvina. Uwzględniając, że termopara znajduje się w temperaturze pokojowej T ( i także promieniuje zgodnie z prawem 4 ∝ T ) należy zapisać : t 4 4 ( T − T ) p -6- p ( 7 ) ε ∝ ( 8 ) 4 Jednakże, w naszych warunkach możemy zaniedbać wielkość Tp i w przybliżeniu stosujemy zależność (7). Po zlogarytmowaniu mamy : logε = 4logT + const ( 9 ) t
Ćwiczenie 6: Sprawdzanie prawa Stefana Boltzmanna W podwójnie logarytmicznym układzie współrzędnych powinniśmy otrzymać wykres ε f T w postaci prostej o współczynniku kierunkowym . 4 = a zależności ( ) t = Równoczesny pomiar spadku napięcia na żarówce i natężenia płynącego przez nią prądu pozwala wyznaczyć opór żarówki R ( t) w danej temperaturze. Następnie, korzystając z zależności oporności przewodnika od temperatury, można określić temperaturę bezwzględną włókna żarówki T = t + 273 : 2 () t R ( + α t + ) R = 0 1 β t ( 10 ) 0 −3 −1 −7 gdzie R0 jest oporem w temperaturze O C, α = 4, 82 ⋅10 K , β = 6, 76 ⋅10 −2 K . Opór 0 można wyznaczyć z tej samej zależności (10) jeśli znamy opór w temperaturze pokojowej : R R ( t ) R 0 ( t ) R = ( 11 ) p 2 1+ α t p + β t p Rozwiązując równanie (10) względem t, przy uwzględnieniu zależności T = t + 273, otrzymujemy : -7- () t 1 ⎡ ⎤ 2 ⎛ R ⎞ T = 273 + ⎢ α + 4β ⎜ −1 ⎟ −α ⎥ ( 12 ) 2β ⎢ ⎣ ⎝ R0 ⎠ ⎥ ⎦ Opór włókna żarówki w temperaturze pokojowej ( t ) R p znajdujemy z prawa Ohma, wykorzystując układ przedstawiony na rys.3. Aby pominąć efekt nagrzewania się włókna żarówki, należy stosować niewielkie wartości natężeń prądu. Rys.3 Układ do pomiaru oporności włókna żarówki w temperaturze pokojowej. IV. Przebieg ćwiczenia Wyznaczanie oporu żarówki w temperaturze pokojowej. 1. Zestawić układ pomiarowy według schematu na rys.3. 2. Ustawić zakresy woltomierza -200 mV i amperomierza – 200mA dla prądu stałego (wyjście DC regulowanego źródła napięcia) p
Page 1 and 2: Ćwiczenie 6: Sprawdzanie prawa Ste
Page 3 and 4: Ćwiczenie 6: Sprawdzanie prawa Ste
Page 5: Ćwiczenie 6: Sprawdzanie prawa Ste
Page 9 and 10: 3 4 5 6 7 8 9 10 VI. Opracowanie wy

T - Instytut Fizyki - Politechnika Częstochowska

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?