Такая задача. Надо определить теплопроводность или теплоёмкость металла.
Есть прямоугольный брусок, размерами a*b*с (длина, ширина, высота) и массой m.
По диагонали установлены 3 равноудалённых датчика фиксирующие температуру в реальном времени.
В правом углу расположен тэн - нагревательный элемент.
Начальная температура бруска по 3 датчикам 18 C. При подаче на тэн напряжения он нагревается, следовательно нагревает метал. При достижении датчиком 1 температуры 80 C, тэн периодически отключают и включают, так, чтобы температура датчика 1 оставалась в пределах 80 C.
Метал постепенно нагревается, температура датчиков 2 и 3 постепенно увеличиваются.
Сам вопрос: можно ли здесь что определить, или теплоёмкость, или теплопроводность. Нужна формула.
Есть временная диаграмма изменения температуры по каждому датчику.
5terka.com›Решение на пятёрке›1024
1025. Экспериментом было установлено, что при изменении температуры куска металла массой 100 г от 20 до 40 °С внутренняя энергия его увеличилась на 280 Дж. Определите удельную теплоемкость этого металла.
Если это лабораторная, то все рабочие формулы должны быть у тебя в инструкции.
Ключевое слово для решения вашей задачи: "тепловая волна".
Достаточно много литературы описывающей определение теплоемкости и теплопроводности с использованием тепловых волн. Например:
Филиппов Л. П. Измерение теплофизических свойств веществ методом периодического нагрева. - М. : Энергоатомиздат, 1984, 105 с.
Кравчун С. Н. , Липаев А. А. Метод периодического нагрева в экспериментальной теплофизике. – Казань: Изд-во Казанск. Ун-та, 2006. – 208 с.
Если это металл (а не сплав!) -можно по известному (а*в*с) объему (за вычетом ниши для нагревателя) и массе узнать плотность материала, а потом найти-какому металлу она соответствует. А далее. по справочникам узнать все остальное.. .
Можно, но с натяжкой. Из-за того, что блок не изолирован есть потери во все стороны (особенно в основание) . Поэтому парочка допущений: потерь нет и мощность нагревателя постоянна.
Тогда, средняя теплоемкость с = (Q - Qп) *Δt/mi/ΔTi, Q - кол-во теплоты, полученное от ТЭНа (замерить напряжение, ток и посчитать) , Qп - потери, можно принять 10-20% от Q, ΔTi - разница температур на i-м датчике, mi - масса материала, прогретая до этой температуры. Δt - время, через которое производится измерение. В самом простом виде принимаем всё линейным, в сложном - интегрируем.. .
С теплопроводностью сложнее. В самом простом виде
λ = К (Q - Qп) /(Тг - Тх) , К - с/Fсрi, Fсрi - площадь, перпендикулярная тепловому потоку. Тг - температура ТЭНа. Тх - температура на датчике.
Ха! Как у тебя с уравнениями в частных производных? Без них тут, скорее всего, никак - уж больно форма бруска у тебя неудачная, а там и одномерная задача громоздкая до безобразия.
Ход такой: Т (x,y,t) - это температура бруска в точке с координатами x и y в момент времени t (у тебя брусок тонкий, поэтому задачу можно считать двумерной, а распределение температуры по толщине считать однородным - тонкий образец) . Уравнение выглядит так:
с∂T/∂t=k(∂²T/∂x²+∂²T/∂y²)+Q(x,y,t)-a(T-To)
Тут c - как-то связано с удельной теплоёмкостью, толщиной и плотностью, k - коэффициент теплопроводности, Q - количество теплоты, которую всаживает твой источник (0 в большинстве точек и не ноль в какой-то области вблизи источника) , коэффициент а описывает потери тепла вверх и вниз (тоже неизвестная величина) . На границах положить условия что производная температуры равна нулю, в начальный момент положить T=To и решать, подбирая коэффициенты так, чтобы было похоже на эксперимент.
Уравнение решается только численно, пишешь/находишь программу для решения. Действительно сложно, но как-то можно подогнать.
Да, а если для тебя частные производные - незнакомый термин (его в ВУЗе учат, это не школьная программа) , то кирдык. Пили брусок так, чтобы была тонкий и узкий брусок. Там тоже всё плохо, но математика гораздо проще.
Теплопрово́дность — это процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела (или тел) к менее нагретым частям (или телам) , осуществляемый хаотически движущимися частицами тела.
Вт/(м·K).По графику видно, как меняется тем-ра по времени. Все зависит от металла.
что-то похожее на списывание
теплопроводность тепло и проводность, тёплоёмкость тепло и ёмкость.
Теплопрово́дность — это процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела (или тел) к менее нагретым частям (или телам) , осуществляемый хаотически движущимися частицами тела.
Вт/(м·K).По графику видно, как меняется тем-ра по времени. Все зависит от металла.
ну ты совсем куку. кто ж такой ересью заниматься будет на ночь шлядя. лучше подрочи и спатеньки ложися.
теплопроводность тепло и проводность, тёплоёмкость тепло и ёмкость.
Для меня это сложный вопрос.. .
Сложный очень сложный вопросс
