Кнопки «Сеть» и «Вент» на передней панели электропечи должны быть выключены!

2. Подключить блок управления и индикации (БУИ) и электрическую печь (ЭП) к питающей сети.

3. Включить кнопку «Сеть» на задней панели блока управления и индикации (БУИ), при этом должны загореться цифровые индикаторы. Дать установке прогреться около 3 минут. Приготовиться к записи результатов последующих измерений.

4. Включить электропечь (ЭП) кнопкой «Сеть» на передней панели печи, при этом вентилятор (выключатель «Вент») должен оставаться в выключенном состоянии.

5. По данным индикатора температуры печи, начиная с +300 °С до температуры +700 °С с интервалом в 50 °С снимать показания напряжения U на термостолбике в мВ и полученные данные записать в таблицу.

Недопустимо повышать температуру печи более +750 °С!

6. Выключить нагреватель печи кнопкой «Сеть» и включить вентилятор печи кнопкой «Вент» на передней панели электропечи, при этом должна загореться красная лампочка.

7. По данным индикатора температуры печи, начиная с +700 °С до температуры +300 °С, снимать показания напряжения на термостолбике в мВ и полученные данные записать в таблицу.

8. После спада показаний индикатора до температуры +3000 °С выключить вентилятор печи кнопкой «Вент» и выключить кнопку «Сеть» на задней панели блока управления и индикации (БУИ).

9. Вычислить температуру печи в кельвинах, добавив при этом поправку в (Т = 23 К, т. к. индикатор температуры показывает разность температур самой печи и её корпуса (комнатной температуры t_КОМ» +23 °С). Результаты занести в таблицу.

Таблица

10. Рассчитать Т⁴ (данные занести в таблицу) и на основании данных таблицы построить графики зависимости U от Т⁴, соответственно, при подъёме и при спаде температуры, которые аппроксимировать прямыми U = kТ⁴.

11. По наклонам прямых k = DU/D(Т⁴) [В/К⁴] рассчитать для обоих случаев постоянную Стефана – Больцмана s₁, s₂, учитывая коэффициент пропорциональности a между энергетической светимостью абсолютно чёрного тела R_Э^а.ч.т. и напряжением на термостолбике: R_Э^а.ч.т. = aU (значение a указано на установке):

s = = a = ak.

12. Оценить погрешность измерений, получив сначала s_СР:

s_СР = (s₁ + s₂)/2,

а затем и абсолютную ошибку измерений Ds = (Ds₁ + Ds₂)/2 и записать окончательный результат измерений:

s = s_СР ± Ds.

13. Сравнить полученное значение s с учётом ошибки измерений с табличным значением постоянной Стефана – Больцмана:

s = 5,67×10^-8 Вт/(м²×К⁴).

Контрольные вопросы

1. Что называется тепловым излучением?

2. Что называется спектральной поглощательной способностью, спектральной испускательной способностью и полной испускательной способностью тела (излучательностью)?

3. Какие тела называются абсолютно черными телами?

4. Какие законы теплового излучения Вы знаете? В чем заключается сущность этих законов?

5. Какой закон проверяется в настоящей работе, и какая константа рассчитывается по результатам измерений?

6. В чем заключается принцип измерения температуры тела с помощью пирометра (термостолбика)?

Список литературы

1. Савельев И.В. Курс общей физики. – М.: Наука, 2000. – Т. 3. – 320 с.

2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики: Учеб. пособие для втузов. – М.: Высш. школа, 2002. – 718 с.

3. Трофимова Т.И. Курс физики / М.: Высш. школа, 2000. – 542 с.

Работа 151