1 / 16

Исследование зависимости мощности теплового излучения тела от его температуры

Исследование зависимости мощности теплового излучения тела от его температуры. Автор: Жилина Дарья Валерьевна ученица 10 А класса МОУ «СОШ № 1» Научный руководитель: Мариненко Елена Ивановна

trella
Download Presentation

Исследование зависимости мощности теплового излучения тела от его температуры

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Исследование зависимости мощности теплового излучения тела от его температуры Автор: Жилина Дарья Валерьевна ученица 10 А класса МОУ «СОШ № 1» Научный руководитель: Мариненко Елена Ивановна учитель физики МОУ «СОШ № 1»

  2. Цель моей работы: Провести экспериментальное исследование зависимости мощности электромагнитного Излучения нити лампы накаливания от ее температуры.

  3. Проблема:оценить потери электроэнергии в лампе накаливания при тепловом излучении. • Объект исследования: мощность теплового излучения. • Предмет исследования: тепловое излучение лампынакаливания. • Оборудование: 3лампы накаливания на 12В,2Вт каждая, регулируемый источник постоянного тока на 36В, амперметр, вольтметр, набор цифровых датчиков лаборатории «Архимед».

  4. Задачи: • Измерить силу тока и напряжение с максимально достижимой точностью, используя электронные цифровые вольтметр и амперметр, с помощью цифровой лаборатории «Архимед». • Провести анализ полученных результатов зависимости мощности теплового излучения от температуры.

  5. Методы исследования: • Изучение литературы • Теоретическое обоснование • Техническое конструирование • Наблюдение в ходе проведения эксперимента • Измерение силы тока и напряжения • Построение таблиц и графиков • Анализ полученных результатов

  6. проведение эксперимента 1) Приняв мощность Wизлучения , равной потребляемой электрической мощности P : W= P= UI (1) определяем мощность излучения нити лампы , для этого измеряем U на лампе и потребляемую силу тока I. 2) Увеличила силу тока приводимую к повышению температуры нити лампы. Воспользовалась зависимостью сопротивления Rtпроводника от температуры t: Rt= (1+at). (2) 3) Выразила температуру нити: t=1/а(Rt/R0-1). (3) T= (t+273) K=(1/a(R1/R0 -1) + 273) K (4) 4) Электрическое сопротивление R1 при температуре t равно : Rt= U/I (5) 5) Нашла R0= R1/1+at1 (6)

  7. Вычисление сопротивления при комнатной температуре Таблица 1 R0=R1/(1+at1) R0 = 22,6/1+5*10-3 =20,18 (Om).

  8. Схема (а) Таблица 2 Rt=U/I

  9. Таблица 3

  10. 6) Температура нити лампы Т и мощности Wсвязанны: W= aTn 7) Должно выполняться условие: W2/W1=(T2/T1)n Для Т1=1654,1 К и Т2=1944,7 К: T2/T1=1,176 и W2/W1 =1,896 8) Нашли значения (T2/T1)для n= 2, 3, 4, 6: (T2/T1)2 =1,382, (T2/T1)3 =1,625, (T2/T1)4 =1,910, (T2/T1)5 =2,246. 9) Предположила , что W= aT4 .Нашла значение T4 и построила график зависимости W =f( T4)

  11. Оценка границ погрешностей ∆ W=εw W, W= UI, εw=εu+ εI(1) ∆(Т4 )=εт 4Т4 = 4 εm4Т4 . εт= εR1+εR0 =2 (εu+ εI ) εm 4 =8(εu+ εI ) . (2) 10) Измерения напряжения и тока выполнила с помощью цифровых приборов: ∆U=0,1 B, ∆I=0,1мА. В области от 10В до 34,7 В εu изменяется от 1% до 0,3%. В этой же области εI изменяется от 0,1% до 0,06%. Отсюда εw=1%, εТ 4= 9%=10%.

  12. График 1.

  13. Фото 1. Проведение экспериментального измерения

  14. Фото 2.Применение цифровой лаборатории Архимед

  15. Выполнение исследования: 1)Теоретическое решение проблемы определения температуры нити, формула T= (t+273)K=(1/a(R1/R0 -1)+273)К 2)Учет комнатной температуры, формула R0=R1/1+ar1 3)Измерения R1 при минимальных значениях U и I 4)Экспериментальное определение температуры нити при различных значениях силы тока, составление таблицы 5)Предположение о возможности приближенного равенства мощности тока при высоких температурах нити 6)Экспериментальное определение мощности тока, составление таблицы 7)Предположение о связи W и T в виде (9) 8)Нахождение значения n=4 для одной точки 9) Построение графика W= f(T4) 10)Оценка границ погрешностей ∆W и ∆(T4) 11) Указание границ погрешностей ∆W и ∆(T4) на графике 12)Вывод о существовании связи ∆ W= aT4

  16. Вывод: • В ходе исследований достигнута цель: установлена экспериментальная зависимость мощности электромагнитного излучения нити лампы накаливания от ее температуры. • Решены задачи: • проведено измерение силы тока и напряжения с максимально достижимой точностью. Используя электронные цифровые вольтметр и амперметр. С помощью цифровой лаборатории Архимед. • проведен анализ полученных результатов зависимости теплового излучения от мощности. • Экспериментально определена мощность тока. Для установления связи с температурой нити накала она выражается по формуле W= aT4. Поэтому около 40% электроэнергии теряется на тепловое излучение. В связи с этим необходимо заменить их в целях экономии электроэнергии на более эффективные. • Указаны границы погрешностей ∆W и ∆(T4) на графике.

More Related