V. Обработка результатов измерений.

1. Расчет теплопроводности металла.

1) построить графики зависимостей T_нижн от времени и ΔT_D от времени; определить диапазон времени, при котором ΔT_D остается приблизительно постоянной;

2) по увеличению температуры ΔT воды в нижнем калориметре К2 найти количество сообщенной ей теплоты:

,

где c_в = 4,19 Дж/(г·К) теплоемкость воды, m_в - масса воды в нижнем калориметре, ΔT=T_нижн-Т₀ и T₀ – температура нижнего калориметра в момент времени t=0; c_нижн=78 Дж/К - теплоемкость нижнего калориметра.

Построить зависимость Q_общ от времени, по наклону зависимости найти общий поток теплоты, передаваемый нижнему концу dQ_общ/dt.

3) Теплота, подведенная к калориметру К2, складывается из тепла, переданного окружающей средой, и тепла, передаваемого по образцу:

.

Так как нижний калориметр находится при комнатной температуре, то поток тепла из окружающей среды к К2 отсутствует и

4) С другой стороны

,

где ΔT_D – средняя разность температур между датчиками D1 и D2 в выявленном диапазоне времени (из табл.2), S– площадь сечения образца S=4,91·10^-4 м².

Отсюда находим теплопроводность металла:

2. Расчет удельного сопротивления металла.

1) По данным табл.1 и табл.3 построить ВАХ для каждого из металлов.

2) Рассчитать сопротивление R, удельную проводимость σ и удельное сопротивление ρ металлов. Сопротивление R определяется по наклону ВАХ. Удельная проводимость и удельное сопротивление равны, соответственно,

σ=ℓ/(RS) и ρ=1/σ,

где ℓ=31,5 см, S=4,91·10^-4 м² - сечение образцов. Расчетные данные занести в табл.1 и табл.3.

3. Определение средней длины свободного пробега электрона.

Используя формулы (1) и (2) рассчитать длины свободного пробега для обоих металлов. Сравнить полученные величины.

4. Проверка закона Видемана-Франца.

Рассчитать число Лоренца для металла из выражения λ/σ=LT для комнатной температуры. Сравнить с теоретическим значением.

5. Расчет теплопроводности второго металла.

Используя число Лоренца и соотношение Видемана-Франца рассчитать коэффициент теплопроводности второго металла. Сравнить с экспериментальными данными для первого металла.