Logo
Logo

J1b - Неоднородная теплопроводность

Разбалловка

B1  2.00 Измерьте зависимость температуры внутри $T_\text{in}$ и на поверхности изоленты $T_b$ от времени $t$. Снимите не менее 10-ти точек.

Измерения начинаются с того, что вы заливаете $20~мл$ горячей воды внутрь трубки. Когда вы это делаете, первые залитые порции в итоге оказываются холодными, так как тепло уходит на нагрев всей системы. Перед снятием показаний обязательно интенсивно перемешайте воду внутри трубки, заткнув ее пробками с обеих сторон!

Чтобы зафиксировать термометр без кожуха на поверхности изоленты, зажмите его резинкой. При остывании трубка должна стоять на клипсах, чтобы минимизировать теплообмен со столом.

1 Описание (схема) установки. 0.30
2 Таблица прямых измерений. 10 × 0.15
3 Указаны единицы измерения величин в таблице. 0.20
B2  1.00 Постройте график $T_b$ от $T_\text{in}$.

1 Масштаб графика. 0.25
2 Подпись и оцифровка осей. 0.25
3 Нанесены все точки из таблицы. 0.25
4 Проведена сглаживающая прямая. 0.25
B3  2.00 Измерьте зависимость температуры внутри $T_\text{in}$ и на поверхности малярного скотча $T_w$ от времени $t$. Снимите не менее 10-ти точек.

1 Описание (схема) установки. 0.30
2 Таблица прямых измерений. 10 × 0.15
3 Указаны единицы измерения в таблице. 0.20
B4  1.00 Постройте график $T_w$ от $T_\text{in}$.

1 Масштаб графика. 0.25
2 Подпись и оцифровка осей. 0.25
3 Нанесены все точки из таблицы. 0.25
4 Проведена сглаживающая прямая. 0.25
B5  2.00 С помощью построенных графиков найдите отношение теплопроводностей $\kappa_b/\kappa_w$.

1 Из графиков B2 и B4 найдены угловые коэффициенты. 2 × 0.50
2 Из теории получена формула линейной зависимости \(T_b\) или \(T_w\) от \(T_{in}\) 0.50
3 Найдено отношение \(\frac{\kappa_b}{\kappa_w}\), Засчитывается значение в промежутке [1.4; 2.6]. 0.50
B6  2.00 Пользуясь данными, полученными в пунктах B1 и B3, найдите абсолютные значения теплопроводностей $\kappa_b$ и $\kappa_w$.

1 Записана формула \(Q = cm\Delta T \) 0.50
2 Записана формула \(Q = (P_b + P_w)\Delta t\) 0.50
3 Получено выражение \( c \rho V \frac{\Delta T_{in}}{\Delta t} = \frac{1}{2}\pi D L \left( \frac{\kappa_b}{d_b}(T_{in} - T_b) + \frac{\kappa_w}{d_w} (T_{in} -T_w)\right)\) 0.50
4 Получены \(\kappa_b \in [0.022, 0.042]\) и \( \kappa_w \in [0.013, 0.023]\) на основе верной модели. 2 × 0.25