Badanie zjawiska przewodnictwa cieplnego

Anna Młynarska, Joanna Stolarczyk - klasa 3d - 2008


Wstęp teoretyczny


Zjawisko przewodnictwa cieplnego zachodzi dzięki występowaniu gradientu temperatury w danym ciele, będącego wynikiem podgrzewania. Wówczas dochodzi do przekazywania energii wewnętrznej pomiędzy cieplejszymi i zimniejszymi częściami ciała. Cząsteczki o wyższej energii kinetycznej przekazują jej część cząsteczkom o niższej energii. Po pewnym czasie prędkość molekuł relatywnie wyrównuje się, co prowadzi do ustalenia takiej samej temperatury. Przewodnictwo cieplne może zachodzić we wszystkich trzech stanach skupienia (lotnym, ciekłym i stałym). Najlepszymi przewodnikami ciepła są metale, w których energia przenoszona jest nie tylko przez drgające atomy, ale także poprzez elektrony swobodne.

Ilość ciepła przekazana w jednostce czasu jest wprost proporcjonalna do przekroju poprzecznego pręta S i do różnicy temperatur przypadającej na jednostkę długości pręta, co wyraża się wzorem:



gdzie
k - współczynnik przewodnictwa cieplnego


Doświadczenie


Mając na uwadze trudność określenia strat energii (nie jesteśmy w stanie podać, jaka część ciepła wytworzonego przez płomień oddana jest do otoczenia) zbadamy, dla którego z badanych dwóch metali współczynnik cieplnego przewodnictwa właściwego ma wyższą wartość.


Przyrządy:


  • metalowy pręt o długości 50 cm umocowany na statywie
  • szpilki
  • zegar do pomiaru czasu
  • denaturat



Opis doświadczenia:


W odległościach co 2 cm na pręcie mocujemy za pomocą wosku szpilki. Wystający koniec pręta ogrzewamy używając palnika z denaturatem. Notujemy czas, w którym odpadają kolejne szpilki.








Strona w edycji