测定气体导热系数

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1、测量室T2dr测 定 气 体 导 热 系 数【实验目的】1. 掌握低真空系统的基本操作方法，学会正确使用数显式 电子真空计。2. 掌握用热线法测定气体导热系数的基本原理和正确方法。3. 学习应用“线性回归”和“外推法”对实验数据进行处【实验原理】1. “热线法”测量气体导热系数的原理1）稳定温度场的建立出气口由于TiT2，容器中的待测气体必然形成一个沿径向分布的 温度梯度，由于热传导，钨丝温度下降，本实验用热线恒温 自动控制系统来维持钨丝温度恒为。这样，每秒钟由于气体热传导所耗散的热量就等于维持钨丝的温度恒为Ti时所消耗的电功率，从而维持测量室中温度梯度稳定。故通过测 量钨丝消耗的电功率来算出

2、单位时间内热传导的热量。2) 由付里叶定律推导气体导热系数Q = -K =x2drdrT&小=2,呵：dT2 71?丁 _ 為K即气体导热系数。其中I = 19.5 cm , r 1 = 0.0095 mm, r 2=7.5 mm . T 2近似等于室温，关键在于Q与Ti怎么测定。2) Q与Ti的测定每秒钟通过气体圆柱面传输的热量Q等于钨丝所耗散的电功率，即Q W UITi对于一定长度为I的钨丝而言，其电阻值与温度的关系为:Ro0R=37.2 Q,是零度时的电阻值；R=U/I为实验测量。5.1 10 3C 12.二项修正1)热辐射以及联接钨丝两端的电极棒的传热损失的修正。Qv =(!y-ro)

3、xl.2 = (U/-xJfs)xlJ22)测量在低气压(133.3帕1333帕)条件下进行，低气压气体导热系数 K低与压强P下导热系数之间的关系:1_丄 1可X中的K低和K可以用Q低和Q来代替1 B 1=+ 3.作图法外推求Q以1/P为横坐标，1 / Q低 为纵坐标作图，所得到的实 验曲线将近似为一直线，此 直线在纵坐标上的截距即为1/Q【实验内容】三通I三通I】1. 2接通；对義统抽气1, 3接通：真空泵诵大1:停止抽气4.针阀控制微呈进气4. 6接通；系统通大气4：进气关闭1. 熟悉实验装置，选择合适的热线温度1）对照实验装置图熟悉气体导热系数测定仪的基本结构，特别注意三通I和三通H的旋

4、转操作。2）校准电子真空计。3）调节热线的恒温温度 Ti （钨丝电阻值为90100Q左右）2 .测量钨丝热辐射与电极棒传热耗散的电功率W真空1）预抽真空2）测量W真空在真空度约 0.1333 帕（或 10-3 乇）时测出热线两端的电压 U 真空及流过它的电流I真空，通过计算得W真空。3测量干燥空气的导热系数在133.31333帕范围内测出不同气压 P时，钨丝两端的电 压Up及流经钨丝的电流Ip。把所有数据记录到表格中。 注意事项：1. 为了避免真空泵回油，实验中或实验结束时，当真 空泵停机时，都要使其通大气，即三通 I 转到 1、3位置。2. 如果不注意，把过多的气体放入系统内时，可以再 用真空泵把系统内气压抽到实验的需要值再继续测量。3. 如果系统长时间没有使用，或者系统漏气较多，系 统不容易达到所要求的真空度， 这时候要仔细检查系统各气 路接口有否漏气的地方并予以排除， 必要时还要拔下两个三 通阀的阀芯，清洗后涂上新的真空脂，在排除系统内部吸附 的气体后，系统就能达到所需的真空度。【数据与结果】1 . 数据记录表见讲义2. 数据处理：1）外推法求Q。2）求Ti（T2即室温）。3）求T2之间的平均导热系数2加4）求T1T2间平均导热系数的理论值，并与实验测得值对比求实验的相对误差。E 10000K