Главная » Файлы » Для учня/студента » Фізика [ Добавить материал ]

Визначення коефіцієнта корисної дії установки з електричним нагрівником Лабораторна робота
[ Скачать с сервера (10.8 Kb) ] 21.05.2010, 15:27
Лабораторна робота № 8
„Визначення коефіцієнта корисної дії установки з електричним нагрівником”
Мета роботи: навчитися визначати потужність та роботу струму, обчислювати ККД нагрівника.
Прилади і матеріали: джерело струму; амперметр; вольтметр; реостат; дротяний електричний нагрівник; вимикач; з’єднувальні провідники; посудина з водою; вимірювальний циліндр (мензурка); внутрішня посудина від калориметра; термометр; годинник.
Вказівки до роботи:
Коефіцієнт корисної дії (ККД) нагрівника можна визначити як відношення корисної роботи до затраченої роботи : або , де Q1 - кількості теплоти, яку отримує речовина, наприклад, вода в посудині, Q - кількість теплоти, що виділяється нагрівником під час проходження електричного струму.
Кількість теплоти, яку отримає вода, можна визначити за формулою: Q1 = c  m  (t2 – t1), де c = 4200 – питома теплоємність води, m – маса води, t2 – температура, до якої нагрілася вода, t1 – початкова температура води. Кількість теплоти, що виділяється нагрівником під час проходження електричного струму можна розрахувати за законом Джоуля-Ленца: Q = I 2  R  t, де I – сила струму в нагрівнику, R – опір нагрівника, t – час нагрівання. Чисельно ця кількість теплоти дорівнює роботі струму за час нагрівання: Q = A = I  U  t.

Хід роботи:
1. У внутрішню посудину від калориметра за допомогою вимірювального циліндра (мензурки) налийте 100-150 мл води кімнатної температури.
2. Складіть електричне коло з послідовно з’єднаних джерела струму, вимикача, реостата, дротяного електронагрівника. До нагрівника паралельно підключіть вольтметр.
3. Термометром виміряйте температуру води у внутрішній посудині калориметра. Розрахуйте масу налитої води. Дані занесіть до таблиці.
4. Увімкніть струм у колі, зафіксувавши час вмикання за годинником. Покази амперметра та вольтметра запишіть до таблиці.
5. Нагрівши воду до температури 30 – 35 С, вимкніть струм в колі. Визначте час нагрівання води. Дані занесіть до таблиці.
6. За отриманими даними обчисліть: а) потужність струму в спіралі нагрівника; б) роботу струму за час t (робота струму дорівнює кількості теплоти, що виділяється у нагрівнику); в) кількість теплоти, яку отримала вода, нагрівшись від температури t1 до температури t2. Порівняйте кількість теплоти, отриману водою Q1, та кількість теплоти, що виділилась у нагрівнику Q.
7. Обчисліть ККД нагрівника у відсотках (для цього отримане значення ККД потрібно помножити на 100 %). Зробіть висновки.

Контрольні питання.

1. Вкажіть, яких значень може набувати ККД:
ККД  1
ККД = 1
ККД  1
ККД = 2

2. З наведених тверджень виберіть правильне:
Кількість теплоти, яку отримує вода під час нагрівання, дорівнює роботі струму в нагрівнику
Робота електричного струму в нагрівнику чисельно дорівнює кількості теплоти, що виділяється в нагрівнику
Кількість теплоти, яку отримує вода, дорівнює кількості теплоти, що виділяється в нагрівнику
Кількість теплоти, яку отримує вода, більша, ніж кількість теплоти, що виділяється в нагрівнику

3. Дайте відповідь на питання: в яких одиницях вимірюється потужність електричного струму ?
Джоулях
Ватах
Ньютонах
Кулонах

4. Вкажіть, у якому з двох з’єднань резисторів виділиться більша кількість теплоти за однаковий час при прикладанні однакової напруги:

З’єднання 1
З’єднання 2 1 2
Кількість теплоти, що виділиться, буде однаковою для обох з’єднань

5. Виберіть формулами, за якими можна обчислити кількість теплоти, що виділяється в провіднику під час проходження струму:
Q = I  U  t
Q = I 2  R  t

Q = I  U

Категория: Фізика | Добавил: referatwm
Просмотров: 775 | Загрузок: 120 | Рейтинг: 0.0/0