導熱系數(shù)的測定完整版

1、得分教師簽名批改日期深 圳 大 學 實 驗 報 告課程名稱： 大學物理實驗（一 ） 實驗名稱： 實驗14 導熱系數(shù)的測定 學院： 專業(yè)： 課程編號： 組號： 指導教師： 報告人： 學號： 實驗地點 實驗時間： 年 月 日 實驗報告提交時間： 年 月 日 一、實驗目的1.掌握用穩(wěn)態(tài)法測量不良導體的導熱系數(shù)的方法。2.了解物體散熱速率和傳熱速率的關(guān)系。3.理解溫差熱電偶的特性。二、實驗原理：1熱傳導定律：；2導熱系數(shù)概念：等于相距單位長度的兩平面的溫度相差為一個單位時，在單位時間內(nèi)通過單位面積所傳遞的熱量，單位是瓦·米-1·開-1（W·m-1·K-1），導熱

2、系數(shù)是反映材料的導熱性能的重要參數(shù)之一； 3穩(wěn)態(tài)法（通過控制熱源傳熱在樣品內(nèi)部形成穩(wěn)定的溫度分布，而進行的測量）測不良導體的導熱系數(shù)的方法； 4散熱板自由冷卻與穩(wěn)態(tài)時，由于散熱面積不同因而要引入修正系數(shù)： 5溫差熱電偶的工作原理四、實驗器材：1.測量儀器：儀器名稱型號精確度零值誤差數(shù)字電壓表停表2.其它儀器：發(fā)熱盤，傳熱筒，杜瓦瓶，溫差電偶，待測橡膠樣品五、實驗內(nèi)容和步驟：.1、橡膠盤，黃銅盤直徑，高度，黃銅盤質(zhì)量m ，數(shù)據(jù)由實驗室提供。2、穩(wěn)態(tài)法測傳熱板，散熱板的溫度，；3、測量散熱板（黃銅盤）的冷卻速率，計算。操作要點：1 導熱系數(shù)測定儀的使用（數(shù)字電壓表調(diào)零，熱電偶接線，）；2 構(gòu)建穩(wěn)態(tài)

3、環(huán)境，保持在3.50mV±0.03mV范圍內(nèi)，測量；3 測量黃銅盤的冷卻速率。保持穩(wěn)態(tài)時散熱板的環(huán)境：a .電風扇一直工作。b.附近的冷卻速率。六、數(shù)據(jù)記錄：組號： ；姓名 1. 記錄橡膠盤、黃銅盤的直徑、高度（DB、Hb、DC、HC），記錄相應(yīng)結(jié)果 測量次數(shù)12345平均值所用測量儀器橡膠盤直徑DB( )橡膠盤高Hb ( )黃銅盤直徑DC( )黃銅盤高度HC ( )2.選擇20前后四個數(shù)據(jù)記如下表，并采用逐差法求散熱盤P在溫度為20時的冷卻速率t |2=20，其中t =120S.T/s0306090120150180 2102/mV七，數(shù)據(jù)處理1原始數(shù)據(jù)必需重新抄入實驗報告數(shù)據(jù)處理

4、部分的正文中，再進行具體處理，注意各測量量的單位；2采用逐差法求黃銅盤在溫度為時的冷卻速率，t = 120 S4計算橡膠板的導熱系數(shù)，與標準值比較，并給出測量結(jié)果；5給出實驗結(jié)論。 測量結(jié)果參考值：1DB, hB, DC, hC測量參考值：橡膠板直徑= 131.77 mm 橡膠板厚度= 8.25 mm 黃銅盤直徑= 130.02 mm 黃銅盤厚度= 7.66 mm 黃銅盤質(zhì)量m= 896.2 g 黃銅比熱 C= 3.77×102 J/kg.k2穩(wěn)態(tài)法測 , =3.50 mv =1.82 mv3采取逐差法求黃銅盤冷卻速率. t = 120 ST/s0306090120150180210

5、.2.082.001.931.851.791.721.661.61 .4橡膠板導熱系數(shù)參考值. 5與標準值的比較1.采用逐差法求散熱盤P在溫度為20時的冷卻速率t |2=20，其中t =120S.2. 計算橡膠的導熱系數(shù)，并與橡膠的導熱系數(shù)標準值0.26W/m.K比較，計算百分比誤差，并給出測量結(jié)果.思考題1、導熱系數(shù)的物理意義是什么？導熱系數(shù)是單位溫度梯度作用下物體內(nèi)所產(chǎn)生的熱流密度，是反映材料導熱性能的重要參數(shù)之一，其值等于相距單位長度的兩平面的溫度相差為一個單位時，在單位時間內(nèi)通過單位面積所傳遞的熱量，單位是瓦米-1開-1（Wm-1K-1）。2、實驗中采用什么方法來測量不良導體的導熱系數(shù)

6、？穩(wěn)態(tài)法（具體描述略）3、測要滿足哪些條件？在實驗中又如何保證？1）測 ，系統(tǒng)要處于穩(wěn)定態(tài)，即這兩個溫度在十分鐘內(nèi)保持不變，并且>，（人為控制在）；2）測量散熱板在附近的冷卻速率。4、試述穩(wěn)態(tài)法測不良導體導熱系數(shù)的基本原理。通過當達到穩(wěn)態(tài)時待測樣品的傳熱速率和散熱盤向側(cè)面和下面的散熱速率相同的原理推導得出。5、討論本實驗誤差因素，并說明測量導熱系數(shù)可能偏小的原因。A、樣品表面老化，影響傳熱；B、加熱板，樣品，散熱板之間有縫隙，影響傳熱。C、熱電偶熱端與發(fā)熱盤和散熱盤接觸不良，應(yīng)粘些硅油插入小孔底部，等等6、測冷卻速率時，為什么要在穩(wěn)態(tài)溫度附近選值。？A、當散熱板處在不同溫度時，它的散熱速

7、率不同，與本體溫度，環(huán)境溫度都有關(guān)。B、在實驗中，當系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時通過待測樣品的傳熱與散熱盤向側(cè)面和下面的散熱率相同，所以測冷卻速率要在穩(wěn)態(tài)溫度附近。7、本實驗的熱電偶測溫度為什么不用定標就能代入公式計算？能否不用數(shù)字電壓表而用其它電表儀器來測熱電偶電壓值，代入公式求導熱系數(shù)而不影響結(jié)果？舉例說明。在所測溫度范圍內(nèi)，直流數(shù)字電壓表測得的溫差電動勢與待測溫度成線性關(guān)系，即那么，所以不用定標就可以代入公式。可以采用與電阻串聯(lián)的電流表（靈敏電流計）因為指導教師批閱意見：成績評定：預習（20分）操作及記錄（40分）數(shù)據(jù)處理（25分）結(jié)果與討論（5分）思考題（10分）報告整體印 象總分注： 1、報告內(nèi)的項目或內(nèi)容設(shè)置，可根據(jù)實際情況加以調(diào)整和補充。 六、數(shù)據(jù)記錄：組號： ；姓名 3. 記錄橡膠盤、黃銅盤的直徑、高度（DB、Hb、DC、HC），記錄相應(yīng)結(jié)果 測量次數(shù)12345平均值所用測量儀器橡膠盤直徑DB( )