Pho.rs: Капучинатор

1 ^0.20 Измерьте сопротивление обмотки электромотора $R$. Для этого подайте на мотор напряжение $U=1\ В$ и измерьте протекающий через него ток $I$. В случае отсутствия вращения мотора все поданное напряжение падает на сопротивлении обмоток.

1 Найдено сопротивление обмоток мотора $R$

0.20

2 ^0.20 Измерьте начальную температуру глицерина $T_{нач}$.

1 Измерена начальная температуру глицерина $T_\text{нач}$

0.20

3 ^3.50 Включите мотор в цепь и подайте на него напряжение $U_0=12 \ В$. Глицерин в стакане начнет нагреваться за счет работы сил вязкого трения. Записывайте каждую минуту значения напряжения $U$, поданного на мотор, и силы тока $I$, протекающего через него. По истечении $10$ минут перемешивания измерьте температуру глицерина $T_{max}$. Отключите мотор от цепи и проведите измерение зависимости температуры $T(\tau_{о})$ от времени $\tau_{о}$ в процессе остывания еще в течение $15-20$ минут.

1 Снятие зависимости напряжения $U(\tau)$ , поданного на мотор, и зависимости силы тока $I(\tau)$, протекающего через него при нагревании глицерина (оценивается не более 10 измерений).	10 × 0.15
2 Измерена максимальная температуру глицерина $T_\text{max}$	0.40
3 Снятие зависимости температуры $T(\tau)$ при остывании глицерина (оценивается не более 10 измерений)	10 × 0.15
4 Время остывания $\tau \geq 15 ~ мин$	0.10

4 ^1.90 Постройте график зависимости $T(\tau_о)$ температуры от времени для участка остывания глицерина. Определите угловой коэффициент наклона графика.

1 Выбран разумный масштаб (кратность цены деления 1,2,5), оси подписаны и оцифрованы	3 × 0.30
2 Проведена аппроксимирующая прямая	0.50
3 Определен коэффициент наклона графика $k~[\frac{^\circ C}{с}]$	0.50

5 ^0.90 Рассчитайте, какой должна была бы стать температура глицерина в конце процесса нагревания $T'_{max}$, если бы потерь тепла в течение эксперимента не происходило. Считайте, что мощность теплопотерь во всем диапазоне измеренных температур постоянна.

1 Предложена методика расчета $T^{'}_{max} (\tau) = T_{max} + k\tau$	0.50
2 Вычислена $T^{'}_{max}$	0.40

6 ^0.90 Для каждого измерения в процессе нагревания рассчитайте мощность сил вязкого трения $P_{тр}$, нагревающих глицерин. Считайте, что электрическая мощность $P=IU$, подаваемая на мотор, расходуется на нагревание его обмоток ${Q=P_{обмоток}\Delta \tau_{н}=I^2R\Delta\tau_{н}}$, а также на совершение работы против сил вязкого трения $A_{тр}=P_{тр}\Delta\tau_{н}$.

1 Записана формула вычисления механической мощности $P_{тр}(\tau)=I(U-IR)$	0.50
2 Пересчет значений $P_{тр}(\tau)$ (наличие отдельного столбца в таблице)	0.40

7 ^1.40 Рассчитайте суммарную работу сил трения $A_{тр}$ в процессе нагревания глицерина.

M1 Метод численного интегрирования
2 Наличие пересчитанных значений $\Delta A$ для вычисления суммарной работы сил трения	0.90
3 M1 Суммарная работа сил трения	0.50
Графический метод
5 M2 Выбран разумный масштаб (кратность цены деления 1,2,5), оси подписаны и оцифрованы	3 × 0.30
6 M2 Суммарная работа сил трения	0.50

8 ^1.00 Рассчитайте удельную теплоемкость глицерина $c$.

1 Вычисление удельной теплоемкости глицерина $c \in [2.3; 2.6]~\frac{кДж}{кг \cdot ^\circ C}$

1.00

Капучинатор

Разбалловка