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3B SCIENTIFIC PHYSICS U10365 Manual De Instrucciones página 10

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  • MEXICANO, página 17
3. Manipulation et entretien
• Le dispositif de mesure de l'équivalent de chaleur
est vissé à une plaque de travail stable à l'aide de
la bride de fixation. Puis, comme le montre la fi-
gure 1, le cordon est placé 4,5 à 5,5 fois autour du
cylindre, le contrepoids devant pendre à l'arrière
et l'extrémité libre du cordon pendre à l'avant.
• Comme poids, on peut utiliser le seau fourni, rem-
pli d'eau ou de sable, etc. (masse totale d'env. 5 kg).
L'extrémité libre du cordon est reliée au poids se
trouvant au sol. Lorsque le cordon est tendu, veiller
à ce que le contrepoids ne soit pas distant de plus
de 5 cm du sol, pour empêcher que le poids ne se
soulève de plus de 10 cm pendant l'expérience.
• Si à présent, la manivelle étant actionnée, le cor-
don va à droite et, le cas échéant, ne reste pas dans
sa rainure, il faudra le placer autour du cylindre
de telle manière que l'extrémité du cordon avec le
poids se trouve à droite et l'extrémité avec le con-
trepoids à gauche.
• Humidifier le palpeur avec une goutte d'huile (im-
portant !) et l'enficher dans le cylindre sélectionné
(cf. la figure 1), jusqu'à ce qu'il s'encoche et se laisse
tourner facilement (s'il est trop ou pas assez en-
foncé, il ne tourne pas correctement). Les deux con-
nexions du palpeur sont reliées à un dispositif de
mesure de résistance (multimètre) disposant d'un
affichage à au moins trois chiffres dans une gamme
entre 2 et 9 kΩ. La résistance mesurée peut être
convertie en température soit à l'aide du tableau
de la dernière page de ce manuel d'utilisation, soit
avec l'équation suivante :
217
=
T
151
0,13
R
Dans ce cas, R doit être en kW pour obtenir T en °C.
Cette équation coïncide à ± 0,05 °C près aux indi-
cations du tableau du constructeur de la résistance
NTC dans une gamme entre 10 et 40 °C.
• Avant toute expérience, le cylindre doit refroidir à
env. 5 - 10 °C à température ambiante. A cet effet,
on peut le placer au réfrigérateur ou dans de l'eau
froide, le trou du palpeur devant être orienté vers
le haut et la profondeur de plongée représenter
environ 2/3 seulement de la hauteur du cylindre
(astuce : si le cylindre est mis dans l'eau dans un
sachet plastique, il est inutile de le sécher après
son refroidissement).
• La température pendant une expérience doit aug-
menter, jusqu'à ce que la température du cylindre
soit supérieure d'env. 5 - 10 °C à la température
ambiante. Plus les différences de température (avec
la température ambiante) coïncident lors du refroi-
dissement et du réchauffement, plus l'échange net
de chaleur avec l'environnement est faible.
• Des câbles d'adaptation, qui présentent d'un côté
des fiches de 2 mm de diamètre et de l'autre des
fiches de laboratoire de 4 mm, servent au réchauf-
fement électrique des cylindres. Pour l'alimenta-
tion électrique, utiliser un bloc d'alimentation à
limitation de courant et de tension réglable, la ten-
sion maximale du bloc ne devant pas dépasser 40 V.
Le pôle positif du bloc d'alimentation est relié à la
douille isolée (pastille ronde en plastique gris sous
la douille) et le pôle négatif à l'autre douille.
• Les éléments chauffants sur les cylindres ne se com-
portent pas comme des résistances ohmiques ! A
partir d'env. 10 V, le courant augmente rapidement,
jusqu'à atteindre à env. 12 V l'intensité maximale
admissible de 3 A. Pour régler un point de service,
il est recommandé d'ajuster d'abord la limitation
de courant à 2 - 3 A, puis d'accroître lentement la
tension à env. 11 V, le courant devant monter à
env. 1 A. A présent, affiner la limitation de cou-
rant, jusqu'à obtenir env. 0,8 A. Ces réglages ne se-
ront plus modifiés par la suite ; pour couper le cou-
rant avant de procéder à l'expérience, il suffit de
retirer les câbles. Par la limitation active du cou-
rant et la propriété non ohmique, la tension et le
courant restent pratiquement constants pendant
l'expérience, bien que la température varie.
• Entretien : fondamentalement, le dispositif ne né-
cessite aucun entretien. Pour le nettoyer, on peut
l'essuyer avec de l'eau et un produit de rinçage. Il
est conseillé e ne pas utiliser de solvant. Eviter éga-
lement de le plonger dans de l'eau.
• Les cylindres doivent être en métal luisant. Si un
revêtement devait s'être formé, on l'essuiera avec
un produit de nettoyage pour métaux.
• Le cas échéant, le cordon pourra être lavé. Comme
remplacement peu coûteux pour le cordon, on peut
utiliser une corde tressée en polyamide (disponi-
ble dans tout magasin de bricolage).
(1)
4. Réalisation et évaluation des expériences
4.1 Conversion du travail mécanique en chaleur
4.1.1 Réalisation de l'expérience
Tout d'abord, il s'agit de déterminer les différen-
tes masses :
Poids principal (par ex. seau d'eau) m
Cylindre en aluminium m
Autres grandeurs devant être mesurées au préa-
lable :
Température ambiante T
Diamètre du cylindre sur la surface de frottement
D
= 45,75 mm
R
Une fois refroidi, le cylindre est vissé au support,
le palpeur enfiché et le cordon placé autour du
cylindre (cf. paragraphe 3). Après quelques minu-
tes, qui doivent s'écouler pour obtenir une répar-
tition homogène de la température, la résistance
du palpeur s'élève à R
à T
Après avoir contrôlé la position zéro du compteur,
démarrer l'expérience en tournant la manivelle
pour soulever ainsi le poids principal. A présent,
le contrepoids redescend sur le sol, ce qui détend
légèrement le cordon qui frotte moins contre le
cylindre. A présent, le poids principal conserve sa
hauteur et devra la garder pendant toute la du-
rée de l'expérience.
10
= 0,249 kg
A
= 23,2 °C
U
= 8,00 kΩ (conformément
1
= 14,60 °C d'après l'équation 1).
1
= 5,22 kg
H

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