- 01.12.2014
- 2176
- 0
Применение термопары
Цели:
образовательные:
Познакомить учащихся с применением термопары в практических целях.
Вывести формулу для расчета теплопроводности и закона Фурье.
развивающая:
Способствовать развитию общеучебных умений.
воспитательные:
Воспитывать интерес к предмету физика по средствам элективных курсов.
Воспитание активного отношения к познанию окружающего мира.
План занятия (40 минут):
Организационный этап - 2 мин.
Мотивационный этап - 5 мин.
Объяснение нового материала - 28 мин.
Итог урока - 3 мин.
Домашнее задание - 2 мин.
Ход занятия
Этап урока
Действия учителя
Действия учеников
Тетрадь
Записывают тему урока
Делают записи в тетради
Делают записи в тетради
Делают записи в тетради
Делают записи в тетради
I.
Дожидаюсь тишины. Приветствие учеников:
- Здравствуйте ребята!
Успокаиваются
Приветствуют учителя, садятся.
II.
III.
IV.
V.
- Запишем тему нашего сегодняшнего урока: «Применение термопар»
- Проведенные на занятиях демонстрации действия термопары позволили нам сделать выводы о возможности их применения в качестве измерителей температуры и источников тока.
-Величина термоЭДС пропорциональна Т. Таким образом, зная табличное значение коэффициента термоЭДС (12) для данной термопары можно определить разность температур исследуемого тела и окружающей среды.
- Скажите мне, пожалуйста, в каком случае измерение термоЭДС (термотока) позволит
определить непосредственно температуру исследуемого тела?
- Каким образом можно обеспечить это условие?
- В помещении лед быстро растает, и температура спая будет повышаться. Как в этом случае обеспечить необходимую точность измерений?
- Верно. В лабораторных или производственных условиях
используются так называемые сосуды Дьюара, которые по своему устройству аналогичны бытовым термосам. Однако для проведения длительного контроля температуры более удобно использовать специальный прибор, обеспечивающий необходимую температуру t = О 0С. Такой прибор называется нультермостат. Принцип его действия основан на использовании другого термоэлектрического явления - эффекта Пельтье, с которым мы познакомимся чуть позже.
- С помощью термопар можно измерять как сверхнизкие температуры (до -200 0С), так и высокие (до +2000 0С). Конструкция термопары дает возможность контролировать температуру в конкретной точке тела, что позволяет получить картину распределения температуры данного объекта. Кроме того, посредством термопар можно измерять температуру в труднодоступных местах. Термопары малоинерционные, способны регистрировать быстродействующие тепловые процессы. Все это определяет достоинства термопар по сравнению с термометрами.
Важнейшей особенностью термопар является то, что в ней происходит
преобразование тепловой энергии в электрическую. Таким образом, она является датчиком температуры, сигнал которого регистрируется электроизмерительным прибором (милливольтметром) или компьютером.
- Что влияет на точность измерения температуры посредством термопары?
-Вы правильно указали факторы, определяющие точность измерения температуры. В этом случае затронули очень важный вопрос о влиянии теплопроводности проводников на точность измерения термоЭДС.
- Как известно, электрическая проводимость - это процесс переноса электрического заряда при наличии разности потенциалов , характеризуемый величиной электропроводности G. Величина электропроводности связывает между собой ток и напряжение
I = G. (1)
- Теплопроводность - процесс передачи теплоты при наличии в теле разности температур Т. Этот процесс характеризуется одноименной физической величиной К и определяет количество теплоты, переданное в единицу времени
Q=К Т. (2)
Соотношение (2) получило название закона Фурье.
Для электропроводности G справедливы следующие очевидные соотношения:
G = 
= 
, (3)
где R - электрическое сопротивление, s - площадь поперечного сечения проводника, l - длина проводника, - удельное сопротивление, γ - удельная
электропроводность.
- Сопоставляя процессы электропроводности и теплопроводности, получим следующую формулу:
K=
, (4)
где ℵ - удельная теплопроводность.
- Обратите внимание на аналогию в выражениях
законов Ома и Фурье. Ом для обоснования полученной им экспериментальной зависимости тока от ЭДС и сопротивления использовал обратную аналогию между «переходом электричества» и «переходом теплоты», пропорциональным разности температур.
- Демонстрационные термопары, имеющиеся в школьных кабинетах физики, представляют собой жесткие конструкции из провода достаточно большого сечения. В связи с этим для точного измерения температуры в различных физических экспериментах иногда приходится применять самодельные термопары.
- Поэтому, у нас с вами будет лабораторная работа по изготовлению и градуировке термопары.
- По какой формуле электропроводность связывает между собой ток и напряжение?
- Назовите формулу закона Фурье?
- Какие из формул справедливы для электропроводности G?
- Сопоставляя процессы электропроводности и теплопроводности, можно получить следующую формулу. Какую?
- Запишите домашнее задание: повторить весь пройденный материал по курсу.
- До свидания!
- Величина термоэлектрического тока будет пропорциональна
температуре объекта, если температура окружающей среды будет t = О 0С
-Второй (контрольный) спай термопары необходимо поместить в сосуд с тающим льдом, имеющим температуру t = О 0С
- В качестве сосуда для тающего льда необходимо использовать
термос.
-Точность определения температуры зависит от класса точности электроизмерительного прибор.
-На точность измерения влияет качество теплового контакта
измерительного спая термопары с исследуемым телом и условие выполнения
необходимого температурного режима для контрольного спая (t = 0 0С).
-Тепловой контакт между исследуемым телом и термопарой
приведет к некоторому изменению измеряемой температуры, поскольку металл хорошо проводит тепло. Если измеряемая температура положительна,
то она будет понижаться, если отрицательна - повышаться.
- I = G.
- Q=К Т
G = =
-K=
Записывают домашнее задание.
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Применение термопары
Цели:
образовательные:
1. Познакомить учащихся с применением термопары в практических целях.
2. Вывести формулу для расчета теплопроводности и закона Фурье.
развивающая:
1. Способствовать развитию общеучебных умений.
воспитательные:
1. Воспитывать интерес к предмету физика по средствам элективных курсов.
2. Воспитание активного отношения к познанию окружающего мира.
План занятия (40 минут):
I. Организационный этап - 2 мин.
II. Мотивационный этап - 5 мин.
III. Объяснение нового материала - 28 мин.
IV. Итог урока - 3 мин.
V. Домашнее задание - 2 мин.
6 664 898 материалов в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Кравченко Сергей Алексеевич. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс повышения квалификации
36 ч. — 180 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300/600 ч.
Курс повышения квалификации
72 ч.
Мини-курс
3 ч.
Мини-курс
6 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.