《金属导热系数测量0001》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金属导热系数测量0001（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：金属导热系数学院：专业班级：学生姓名：学号：实验地点：座位号：实验时间:不 AT，而mcAtT=T2，就是铜盘PT=T2, 一 一、 AT在温度为T2时的散热速率。但要注意，这样求出的气是铜盘P在完全表面暴露于空气中的冷却速T=T2一、实验目的：用稳态法测定金属良导热体的导热系数，并与理论值进行比较二、实验原理：根据傅里叶导热方程式，在物体内部，取两个垂直于热传导方向、彼此间相距为h、温度分别为 T1、T2的平行平面（设T1T2），若平面面积均为S，在 t时间内通过面积S的热量Q免租下述表达 式：J 预-T )(3-26-1)=人 S 1At
2、h式中，丝为热流量；人即为该物质的导热系数，力在数值上等于相距单位长度的两平面的温度相差1 At个单位时，单位时间内通过单位面积的热量，其单位是W./（mK）。在支架上先放上圆铜盘P，在P的上面放上待测样品B，再把带发热器的圆铜盘A放在B上，发 热器通电后，热量从A盘传到B盘，再传到P盘，由于A,P都是良导体，其温度即可以代表B盘上、 下表面的温度TT2, T1 T2分别插入A、P盘边缘小孔的热电偶E来测量。热电偶的冷端则浸在杜瓦 瓶中的冰水混合物中，通过“传感器切换”开关G，切换A、P盘中的热电偶与数字电压表的连接回路。 由式（3-26-1）可以知道，单位时间内通过待测样品B任一圆截面的热流
3、量为AQ 七（T T ） “(3-26-2)=入2兀R 2Ath BB式中，Rb为样品的半径，hB为样品的厚度。当热传导达到稳定状态时，T1和T2的值不变，遇事通过B 盘上表面的热流量与由铜盘P向周围环境散热的速率相等，因此，可通过铜盘P在稳定温度T2的散热 速率来求出热流量亨。实验中，在读得稳定时T1和T2后，即可将B盘移去，而使A盘的底面与铜 盘P直接接触。当铜盘P的温度上升到高于稳定时的T2值若干摄氏度后，在将A移开，让P自然冷却。AT 观察其温度T随时间t变化情况，然后由此求出铜盘在T2的冷却速率守率，其散热表面积为2叫+ 2nRhp。然而，在观察测量样品的稳态传热时，P盘的上表面是被
4、样品覆 盖着的，并未向外界散热，所以当样品盘B达到稳定状态时，散热面积仅为： 叫+ 2nRhp。考虑到 物体的冷却速率与它的表面积成正比，在稳态是铜盘散热速率的表达式应作如下修正：AQAT=mcAtAt(冗R 2 + 2兀R h )(3-26-3).AT人=mcAtt=t2(R + 2h )h 1(2Rp + 2hp)(T - T2)茶(3-26-4)t t (2兀Rp +之叫力?) 将式(3-26-3)代入(3-26-2)，得三、实验仪器：TC-3型导热系数测定仪、杜瓦瓶、待测金属四、实验内容和步骤：(1) 先将两块树脂圆环套在金属圆筒两端，然后置于加热盘A和散热盘P之间，调节散热盘P下方
5、的三颗螺丝，使金属圆筒与加热盘A及散热盘P紧密接触。(2) 将热电偶的冷端插入杜瓦瓶中，热端分别插入金属圆筒侧面上、下的小孔中，并分别将热电偶的 接线连接到导热系数测定仪的传感器1、11上。(3) 接通电源，将加热开关置于高档，当传感器I的温度T对应的热电势约为3.5mV时，再将加热开1关置于抵挡，约40min。(4) 待达到稳态时(T与T的数值在10min内的变化小于0.03mV)，每隔2min记录T和T的值。1212(5) 测量记录散热盘P的温度To(6) 测量散热盘P在稳态值T附近的散热速率笠:移开加热盘A,先将两侧热端取下，再将T的测2At2温热端插入散热盘P的侧面小孔，取下金属圆筒，
6、并使加热盘A与散热盘P直接接触，当散热盘P的 温度上升到高于稳态T3的值对应的热电势约0.2mV时，再将加热盘A移开，让散热盘P自然冷却，每 隔30S记录此时的U3值。五、实验数据与处理铜盘质量：801g、铜盘直径：12.77cm、铜盘厚度：0.70cm、铝棒直径3.9cm、铝棒长度：9.0cm稳态时T七对应的热电势的数据：(转换见附录的分度表)序次12345平均值/mV2.762.762.762.762.772.762U 2 /mV2.462.462.472.472.472.466稳态时T对应的热电势数据U 3 =2.31mV散热速率： 乂 =0.0019/mv s-iA -时间/s3060
7、90120150180210240U 3/mV2.252.192.132.072.011.951.901.85人=mc AT气 + 2hp)hB1- = 186.7825E=93.4%At (2R + 2h )(T T ) nR2六、思考题：1. 盘在加热过程中会有热的损失，要保证测量时已经达到了稳态。如果没有稳态，会有误差。测温元件的测量误差。 人为误差，如人流的走动等也会引起误差。2. 稳定传热是指在传热方向上,各地点的温度不随时间而变.这时，传热速率不随时间而变,是个定值，可以测定.如果 不是稳定传热，则在传热方向上各点的温度随时间而变，传热速率也随时间而变，也就是说,单位时间的传热量是随时 间而变的.你只能测定某个时间区间的传热量,而不能测定某个时刻的即时传热量.所以在传热速率测定的时候要求稳 态。3. （1）增加空气流量，强化换热（2）强制对流的化热系数远大于自然对流，即为强化换热；如果不工作了，又如果你的实验发热大，散热量达不到 要求，可能会是你的实验元件过热烧毁或者爆炸。七、附上原始数据：
