Metalų šilumos laidumo koeficiento nustatymas

Darbo užduotis. Nustatyti vario šilumos laidumo koeficientą ir įvertinti vario valentinių elektronų laisvojo kelio vidutinį ilgį.
Teorinio pasirengimo klausimai. Temperatūros gradientas. Metalų šilumos laidumo „elektroninis” mechanizmas. Furjė dėsnis.
Teorinė dalis. Šilumos laidumas – tai reiškinys, kai labiau įkaitusio kūno dalies vidinė energija perduodama mažiau įkaitusiai kūno daliai (ar kitiems kūnams) neatliekant mechaninio darbo. Sakykime išilgai Ox ašies (1 pav.) varinio strypo temperatūra T didėja, o jai statmena kryptimi, labai plono medžiagos sluoksnio, temperatūra vienoda. Temperatūros didžiausią erdvinę kitimo spartą nusakantį dydį vadiname temperatūros gradiento moduliu. Kiekvieno dydžio gradientas yra vektorius nukreiptas to dydžio didėjimo kryptimi.
čia k = 1,3910-23 JK-1 – Bolcmano konstanta, n – laisvųjų valentinių elektronų koncentracija, < > - jų laisvojo kelio vidutinis ilgis. Vienvalenčio vario laisvųjų elektronų koncentracija yra lygi jo atomų koncentracijai
; (4)
čia NA = 6,021023 mol-1 – Avogadro skaičius,  = 8,93103 kg/m3 – vario tankis, M = 63,5510-3 kg/mol – vario molio masė. Taigi, nustatę šilumos laidumo koeficientą λ, įvertinę dydžius n ir < v>, galime įvertinti elektronų laisvojo kelio vidutinį ilgį <  >.
Darbo aprašymas. Darbe naudojamo įrenginio principinė schema pavaizduota 2 paveiksle. Apvalaus varinio strypo vienas galas pastoviai kaitinamas elektriniu šildytuvu, kitas – aušinamas variniu vamzdeliu tekančia pastovaus stiprumo vandens srove. Dėl to išilgai strypo susidaro temperatūrų gradientas. Jam nustatyti, į atstumu x viena nuo kitos išgręžtose skylutėse įstatyti termometrai 1 ir 2 rodo temperatūras t1 ir t2 . Temperatūros gradiento modulis . Pagal Furjė dėsnį, pro strypo skerspjūvį per laiką τ pernešto šilumos kiekio modulis
. (5)
Strypą aušinančio vandens galinę temperatūrą t3...

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!