SR-WL373 Przewodzenie ciepła w gazach i cieczach – sprzęt laboratoryjny do badań termicznych, pomoce dydaktyczneW fizyce przewodzenie ciepła oznacza przekazywanie energii cieplnej między sąsiadującymi atomami i cząsteczkami w ciele stałym lub w płynie pozostającym w spoczynku.
Transport ciepła jest związany z obecnością substancji. W przypadku płynów proces czystego przewodzenia ciepła jest zakłócany przez zjawisko konwekcji. Można temu zapobiec, zamykając płyn w wąskiej szczelinie.
Stanowisko badawcze służy do badania właściwości przewodzenia ciepła różnych płynów. Jest ono dostarczane wraz z modułem sterująco-pomiarowym.
Kluczowym elementem stanowiska jest cylindryczny wymiennik ciepła, składający się z ogrzewanego cylindra wewnętrznego wykonanego z aluminium oraz płaszcza chłodzonego wodą. Pomiędzy cylindrem wewnętrznym a płaszczem znajduje się szczelina pierścieniowa, całkowicie wypełniona badanym płynem. Szerokość szczeliny dobrano tak, aby udział konwekcji w przekazywaniu ciepła był pomijalnie mały.
Ze względu na niski zakres temperatur oraz wypolerowane powierzchnie, również wymiana ciepła przez promieniowanie jest pomijalna.
W trakcie eksperymentów można wyznaczyć współczynniki przewodzenia ciepła (k) dla różnych płynów, takich jak woda, olej, powietrze, tlen czy dwutlenek węgla. Czujniki rejestrują temperatury oraz pobieraną moc grzewczą we wszystkich istotnych punktach układu.
Wartości pomiarowe można odczytać na wyświetlaczach cyfrowych.
Przejrzyście opracowane materiały dydaktyczne przedstawiają podstawy teoretyczne oraz zawierają instrukcję krok po kroku dotyczącą przeprowadzania eksperymentów.
Cele kształcenia / Eksperymenty
- przewodzenie ciepła w stanie ustalonym w gazach i cieczach
- wyznaczanie współczynników przewodzenia ciepła (k) różnych płynów w różnych temperaturach
Specyfikacja
[1] badanie przewodzenia ciepła w gazach i cieczach (woda, olej, powietrze)
[2] układ doświadczalny składający się z modułu badawczego oraz modułu sterowania i wyświetlania
[3] wymiennik ciepła z podgrzewanym cylindrem wewnętrznym i płaszczem chłodzonym wodą
[4] badany czynnik znajduje się w szczelinie pierścieniowej między cylindrem wewnętrznym a płaszczem
[5] przenoszenie ciepła przez konwekcję i promieniowanie jest pomijalne ze względu na niewielkie wymiary szczeliny, niskie temperatury i wypolerowane powierzchnie
[6] regulowana grzałka elektryczna
[7] zawory do regulacji natężenia przepływu wody chłodzącej oraz badanego czynnika
[8] czujniki temperatury i mocy grzania elektrycznego
[9] cyfrowe wyświetlacze wskazujące różnicę temperatur oraz moc grzania
