ОБОРУДОВАНИЕ: Штатив, набор проволок, стеклянная трубка, свеча, парафин, линейка, секундомер.
Вам необходимо исследовать процесс теплопередачи по металлическим стержням и трубке, заполненной водой. В качестве источника тепла используйте пламя свечи. В качестве датчика температуры используйте тонкий слой парафина, нанесенный на
стержни и на стеклянную трубку. Температура плавления парафина около , температура пламени свечи около .
Исследуйте процесс теплопередачи по металлическим стержням, расположенным горизонтально. Получите зависимость длины расплавленного участка парафина на стержне от времени . В некоторых «умных книжках» написано, что эта зависимость описывается уравнением , где - некоторый коэффициент. Проверьте экспериментально этот закон. Определите коэффициент для всех ваших стержней. Объясните, почему граница расплавленной области останавливается.
Исследуйте процесс теплопередачи по трубке с водой, расположенной под углом к горизонту. Нагревайте трубку на расстоянии нескольких сантиметров от ее конца, чтобы не сжечь пластилин! Получите зависимость длины расплавленного участка парафина на трубке от времени . Подчиняется ли эта зависимость закону (1)? В качестве характеристики теплопередачи используйте среднюю скорость движения границы расплавленной области .
Увеличивается или уменьшается эта величина при увеличении угла наклона трубки? Обоснуйте свой вывод экспериментально, дайте ему разумное теоретическое объяснение.
Белорусская республиканская физическая олимпиада Витебск, 2003 год (экспериментальный тур)