Cтраница 3
Нить цилиндра нагревается электрическим током. После того как устанавливается стационарный режим, тепловой поток Q становится равен джоулеву теплу, выделяемому в нити. Джоу-лево тепло легко рассчитать, зная сопротивление нити и силу протекающего по ней тока. Наибольшую трудность вызывает измерение перепада температур. Градиент температуры вблизи стенок имеет аномальный ход, связанный с тем, что передача тепла от молекул газа к молекулам стенки происходит не так, как между газовыми молекулами. Разницу между Т и Т называют температурным скачком. Таким образом, вместо того, чтобы рассматривать реальный перепад температуры вблизи стенки, ход температуры считают обычным, а температуру стенки заменяют эффективной температурой Т, отличающейся от Т на величину температурного скачка. [31]
Определение удельной теплопроводности тонких пленок - трудная экспериментальная задача, в особенности если это относится к термоэлектрическим материалам, обладающим низкой теплопроводностью. Трудности измерения х связаны в первую очередь с малым поперечным сечением образца. При этом обычные методы измерения теплопроводности, основанные на измерении перепада температуры в образце при протекании заданного потока тепла, осложняются, как уже отмечалось, сильным нарушением температурного поля в образце за счет теплообмена с окружающей - средой и теплоотвода по проводам термопар или терморезисторов. Кроме того, обычно пленки нанесены на подложку, удельная теплопроводность хп которой сравнима или даже превышает кпл - удельную теплопроводность пленки. Поэтому необходимо измерять хп до нанесения пленки, либо делать не всегда оправданное предположение, что хп совпадает со значением х для объемного кристалла. [32]
Определение удельной теплопроводности тонких пленок - трудная экспериментальная задача, в особенности если это относится к термоэлектрическим материалам, обладающим низкой теплопроводностью. Трудности измерения х связаны в первую очередь с малым поперечным сечением образца. При этом обычные методы измерения теплопроводности, основанные на измерении перепада температуры в образце при протекании заданного потока тепла, осложняются, как уже отмечалось, сильным нарушением температурного поля в образце за счет теплообмена с окружающей - средой и теплоотвода по проводам термопар или терморезисторов. Кроме того, обычно пленки нанесены на подложку, удельная теплопроводность хп которой сравнима или даже превышает у. Поэтому необходимо измерять кп до нанесения пленки, либо делать не всегда оправданное предположение, что кп совпадает со значением к для объемного кристалла. [33]
Аналогично ведется опыт и на С-калориметре по измерению изобарной теплоемкости жидкости. Ампула С-калориметра заполняется исследуемой жидкостью и под действием нагревателя вся система монотонно нагревается. Тепловой поток проходит через воздушную прослойку и вызывает нагревание ампулы с исследуемой жидкостью. В соответствии с расчетной формулой определение теплоемкости жидкости в зависимости от температуры и давления сводится к измерению перепадов температуры в воздушной прослойке и скорости нагрева ампулы. [34]
В связи с использованием в опытах малых температурных перепадов измерение их необходимо выполнить с максимальной степенью точно - j сти. Только при этих условиях можно исключить влияние температуры на средний по поверхности коэффициент теплоотдачи конвекцией хк и на физические свойства материала калориметра. Измерение перепадов температур рекомендуется осуществлять с помощью дифференциальной термопары в сочетании с чувствительным потенциометром, например, 10 X 10 - 6 в / мм при применении зеркального гальванометра. [35]
Исследуемое вещество заполняет тонкую трубку - капилляр 2 ( рис. 11.8) измерительной ячейки длиной / ( 196 0 4) мм с внутренним и внешним диаметрами d2 ( 4 5 0 1) мм и d3 - ( 5 0 1) мм соответственно. Внутри капиллярной трубки устанавливается платиновая нить 3 диаметром d ( 0 05 0 002) мм. Для получения надежных экспериментальных результатов очень важно, чтобы платиновая нить была все время натянутой и расположена строго концентрично. Платиновая нить натягивается пружинкой 5 для компенсации удлинений при нагревании. Для измерения перепада температур в цилиндрическом теплопроводном слое используются термометры сопротивления. Один ( внутренний) - платиновая нить-нагреватель 3, второй термометр сопротивления 4 в виде спирали помещается на внешней поверхности капилляра. [36]