Transcript prezentacja

Badania wykonali członkowie koła fizycznego „FIZYKOMANIA”
działającego w Gimnazjum Nr 8 w Łodzi:
Krystian Bąk
Michał Hajdan
Wiktor Szadowiak
Mateusz Skwarski
 - to wielkość charakteryzująca dany materiał.
Im większa jest wartość , tym więcej ciepła
„ucieka” przez badaną substancję.
grubości ścian
różnicy temperatur
pola powierzchni
W 
 


t S  T  m K 
Q
d
λ – współczynnik przewodnictwa cieplnego
Q – ilość ciepła przepływającego przez ciało
S – pole powierzchni przekroju, przez które
przepływa ciepło
t – czas przepływu ciepła
∆T – różnica temperatur
d – grubość przegrody
Rodzaj – poliuretan spieniony
Gęstość ≈ 20kg/m³
Skuteczność izolacji
λ=0,035 W/mK przy 40℃
Odporność temperaturowa –
do 135˚C
4cm
15cm
4cm
Rwew = 2,5 cm
Rzew = 5,4 cm
I – kalorymetr wypełniony
ciepłą wodą
II – wkład grzejny
Kalorymetr wypełniono wodą o temperaturze około 50ºC.
Wykonywano pomiary spadku temperatury wewnątrz kalorymetru (co 3 minuty),
kontrolując jednocześnie temperaturę ścianki zewnętrznej.
Wyniki pomiarów
L.p.
T wew.
T zew.
t [min]
1
47,5
27
3
…
…
…
…
20
40,7
25
60
Moc grzałki a więc i temperaturę wewnątrz
kalorymetru można było regulować
poprzez zmianę napięcia zasilania przy
pomocy autotransformatora
Wyniki pomiarów
L.p.
T wew.
T zew.
U[v]
t [min]
1
48,5
21
51
0
12
48,7
22
51,3
60
Grzałka wypełnia wnętrze
„kalorymetru” wykonanego
z badanej termoizolacji.
Czas
3600 s
Grubość
Powierzchnia
Różnica temp.
0,028m 0,041m² 1.20,1°C
2.26,3 °C
1.metoda
2.metoda
0,035 W/mK
Współczynnik przewodnictwa karimaty wynosi






















http://greex13.blox.pl/resource/ognisko.jpg
http://foto.moon.pl/zdjecie/76170
http://2.bp.blogspot.com/-atfpiMR5IFA/TaHfakc_8SI/AAAAAAAAABQ/4Fm6Z7cM4KI/s1600/ccr2.JPG
http://ww.ekoenergia.pl/uploaded/Image/zdjecia/ognisko/ogien.jpg
http://foto.recenzja.pl/foty/swieca-0-9174a6f67cdea6bdf3a6bc76b0fd5994.jpeg
http://www.drewnozamiastbenzyny.pl/grafika/fireplacewithfire.jpg
http://help.solidworks.com/2011/Polish/SolidWorks/cosmosxpresshelp/AllArt/art_local/SimulationXpress/convection
.gif
http://edu.pgi.gov.pl/muzeum/efekt/img_mechanizm/2.jpg
http://us.123rf.com/400wm/400/400/dkapp12/dkapp120607/dkapp12060700099/463050-jednolite-dach-wka--ceglanymur--ilustracja--komputerowego-kontekst--s-siaduj-co-do-po--danej-wielko.jpg
http://darko.olsztyn.pl/grafika/mini/termometr.jpg
http://www.dom.pl/wp-content/uploads/2006/12/powierzchnia-zabudowy.jpg
http://www.domenergooszczedny.org/files/image/1_Przewodzenie.png
http://www.termowizyjna.pl/1035/przyklad/019.jpg
http://m.wm.pl/2011/01/n/4-termowizja-2-35691.jpg
http://www.mat-lodz.pl/mat.jpg
http://www.we-dwoje.pl/files/Image/art_bonus_oryg/we_dwoje_1_11037.jpg
http://kopaniarz.w.interia.pl/zegar.gif
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/01/Radiator_op_blauw-wit-gestreepte_tegels.JPG
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/47/Yellowstone_Castle_Geysir_Edit.jpg
http://www.tapeciarnia.pl/tapety/normalne/4767_wulkan.jpg
http://www.republika.pl/superzabawki1/kuchenka%20gazowa%20duza4.jpg
http://21wdhy.staszic.waw.pl/materialy/techniki/terenoznawstwo/karimata.jpg
Obliczanie pola przekroju przez
które przepływa ciepło
 Sb – powierzchnia ścian
S = Sb + Sp

h



bocznych
Sp – powierzchnia podstaw
Rwew = 0,025m
Rzew = 0,054m
Rśr ≈ 0,04m
Sb  2Rśr  h  2  3,14  0,04m  0,15m  0,037m
S p  2R
2
wew
 2  3,14  0,025m  0,004m
2
2
S  Sb  S p  0,037m  0,004m  0,041m
2
2
2
2
Obliczanie ilości ciepła Q przenikającego
przez ścianki „kalorymetru” (I metoda pomiaru)
 mw - masa wody w kalorymetrze
 Cw - ciepło właściwe wody
Q  mw  cw  T1
 ∆T1 - spadek temperatury wewnętrznej
w okresie między dwoma pomiarami
 Czas pomiaru t = 60 minut
 ∆T1 = 46,5˚C – 39,7 ˚C = 6,8 ˚C
J
Q  0,282kg  4200
 6,8C  7580J
kgC
Obliczanie współczynnika przewodnictwa cieplnego
badanej próbki
d= Rzew-Rwew=0,029m
Tw1=47,5ºC-27ºC=20,5ºC
Tw2=40,5ºC-25ºC=15,5ºC
Tśr= (20,5ºC+ 15,5ºC)/2=18ºC
Q=7580J
S=0,041m2
t=3600s

Q
t

d
S  Tśr

7580 J

0,029 m
3600 s 0,041m 2  18C
 0,0819
W
mK
Obliczanie niepewności pomiarów
Dane potrzebne do metody II
λ = współczynnik przewodnictwa
U = napięcie = 51,2V
R = oporność = 1574Ω
dzew = średnica zewnętrzna kalorymetru = 0,107 m
dwew = średnica wewnętrzna kalorymetru = 0,05 m
l = wysokość kalorymetru = 0,15 m
∆T = różnica temperatur po obu stronach kalorymetru = 26,3K
Obliczanie współczynnika przewodnictwa cieplnego
badanej próbki (II metoda)
Obliczanie niepewności pomiarów (metoda II)
∆U = ±0,5V ∆R = ± 10Ω ∆l = ±0,005m
∆Twew = 0,1%(pomijalne)
∆dzew = ± 0,003m ∆dwew = ± 0,003m ∆Tzew = ±3℃