Лабораторная работа
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОЕМКОСТИ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ.
Мотивационная характеристика темы. Теплоемкость относится к одной из основных теплофизических характеристик материалов. Наличие в ротовой полости материалов с разной теплоемкостью сопровождается неприятными ощущениями и может привести к воспалительным процессам, выпадению пломб и т.д. наиболее простым методом для определения теплоемкости является метод охлаждения образца, предлагаемый в данной лабораторной работе.
Цель лабораторной работы: изучить на практике определение теплоемкости материалов, применяемых в стоматологии
К работе необходимо
Знать |
Уметь |
1. Начала термодинамики 2. Теплофизические свойства веществ 3. Тепловые методы испытания материалов 4. Значение теплофизических свойств материалов, применяемых в стоматологии |
1. Пользоваться потенциометромПП-63 для измерения температуры 2. Построить график зависимости температуры образца от времени 3. По построенному графику определить теплоемкость образца. |
Литература:
1. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика – 1987г, гл 12
2. Кортуков Е.В. и др. Основы материаловедения – 1988г.
Тестовые задания для определения исходного уровня знаний
1. Первое начало термодинамики. Тепловой баланс организма
2. Второе начало термодинамики. Теплоемкость и энтропия. Единицы измерения.
3. Тепловые методы испытания материалов.
4. Значения теплофизических свойств материалов, применяемых в стоматологии.
5. Порядок выполнения лабораторных заданий.
Информационный блок
В стоматологической практике необходимо учитывать теплоемкость различных материалов, применяемых для протезирования и пломбирования, т.к. различия теплоемкостей тканей зуба и материала, применяемого для протеза или пломбы, может приводить к возникновению различных побочных эффектов (выкрашивание пломб, воспалительные процессы и т.д)
Теплоемкость твердых тел проще всего определяют методом охлаждения. Суть метода в следующем. Опытный образец нагревают до температуры Tм, затем помещают в среду, имеющую более низкую температуру Tо. Образец начнет охлаждаться, количество теплоты, теряемой образцом за время t, равно:
, где (1)
с – удельная теплоемкость материала,
– плотность материала,
– скорость изменения температуры,
– объем образца скорость отвода теплоты пропорциональна разности температур тела Т и окружающей среды
q, где (2)
a – коэффициент теплоотдачи,
S – площадь поверхности образца
Приравнивая (2) и (1), получим
(3)
Полученное уравнение является дифференциальным уравнением первого порядка с разделяющимися переменными. Разделяя переменные, ,
и интегрируя
, получим
Представим эту зависимость в полулогарифмических координатах [], получим прямую, тангенс угла наклона которой равен
(4)
Выражение – есть величина постоянная, т.к. Tm и То в процессе измерений меняются.
Определение С из (4) затрудненно, т.к. a неизвестно. Поэтому можно применять относительный метод, т.е. провести аналогичные измерения с другим образцом известной теплоемкостью Со и таких же размеров площади поверхности (S) и объемом (V).
Для этого эталонного образца тангенс угла наклона прямой будет равен
(5)
Отношение (5) и (4) равно
(6)
Отсюда можно определить теплоемкость тела Со если известна теплоемкость Со плотности и
(7)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.