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文档简介

用稳态平板法测量

不良导体导热系数实验目的1．学习测量不良导体导热系数的方法;2．利用物体的散热速率求传热速率.仪器及用具电位差计、杜瓦瓶、红外灯、调压器、温差电偶,温度计、铜质厚底圆盘、铜盘支架、待测样品等.仪器装置12345电位差计杜瓦瓶U1U26实验原理根据傅里叶导热方程式,对于一个厚度为h、面积为S的平板,维持上、下两面有稳定的温度T1和T2(设T1>T2),侧面绝热,则在时间

t内通过面积S的热量

Q满足下列关系式式中

为导热系数,单位为W/(m.k).设圆盘样品的半径为R,厚度为h,上式可以改写为当传热达到稳定状态时,T1和T2的数值不变,于是通过样品上表面的热流量与下表面由圆铜盘4向周围环境散热的速率相等.因此,可通过圆铜盘4在稳定温度T2时的散热速率求出热流量.实验中,在T1和T2稳定后,即可将样品盘移去,而使圆筒2与圆铜盘4直接接触.当圆铜盘4的温度上升到高于稳定时的数值T2若干摄氏度后,再将圆筒2移开,让圆铜盘自然冷却.观测其温度T随时间t的变化情况,然后由此求出铜盘在T2的冷却速率,而(m为圆铜盘4的质量、c为其比热容)就是圆铜盘在温度T2时的散热速率.但是,由于这样求出的

T/

t是圆铜盘全部表面暴露于空气中的冷却速率,其散热表面积为(其中RP与hP分别为圆铜盘4的半径与厚度).实验中,在观测样品稳态传热时,圆铜盘4的上表面是被样品覆盖着的.考虑到物体的冷却速率与它的表面积成正比,则稳态时铜盘散热速率的表达式应修正为将(3)式代入(2),得安放圆筒、圆盘时,须使放置热电偶的洞孔与杜瓦瓶、电位差计位于同一侧.为使热电偶测温端与铜盘接触良好,热电偶插入小孔时,要抹上一些硅油,并插入洞孔底部,热电偶冷端插入冰水混合物中盛有硅油的细玻璃管内.注意事项实验方案设计1.怎样测量温度？本实验为什么

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