实验一固体导热系数的测量(没有)

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1、12级电科专北《专北矣發》安排表C2015下半年J农班级太阳能电汍特性斫究黄瑞强PN結特性叶会亮导热糸教罗二阶电珞卹丈强电源特性邺丈强声光电珞黄瑞强敖孛万用表到魚勇光电传刘志勇电科12周38周311周39周316周315周313周310周3121202101205103103207205303电科13周39周312周38周315周316周314周311周3122202101205103103207205303说明：14周3f上课肘问芴第14周星期3;上课地点芴物理卖洽金103教金。J103每一肘问段实耠豸4学对，下午上课对问：14:30-17:30

2、每次类猞上课15•需认真預习相兵类硷内象并写好預习板告每位学生准备8张16幵矣验板告紙，8张32幵原始记录紙。讲义份数：导热糸教？汾，电源特性？汾，声光电洛？汾。所幵设实洽的房问管理由各往去师t己承担。理学院物理实验室2015.09.06实验一体导热系数的测量导热系数是表征物质热传导性质的物理量。材料结构的变化与所含杂质等因素都会对导热系数产生明显的影响，因此，材料的导热系数常常耑要通过实验来具体测定。测量导热系数的方法比较多，但可以归并力两类基本方法：一类是稳态法，另一类力动态法。用稳态法吋，先用热源对测试样品进行加热，并在样品内部形成稳定的温度分

3、布，然后进行测量。而在动态法屮，待测样品屮的温度分布是随时间变化的，例如按周期性变化等。本实验采用稳态法进行测fi。【实验目的】1、用稳态法测定出不良导体的导热系数，并与理论值进行比较。2、用稳态法测定良导体铝合金棒的导热系数，分析用穂态法测定良导体的导热系数存在较大实验误差的原因。【实验原理】根据傅立叶导热方程式，在物体内部，収两个垂直与热传导方向、彼此间相距为h、温度分别为T,、T2的平行平而（设T,〉T2）,若平而而积均为S,在At时间内通过而积S的热量AQ满足下述表达式:Ath式中为热流量，人即为该物质的热导率（又称作导热系数），人在数值上等

4、于相距单位At长度的两平面的温度相差1个单位吋，单位吋间内通过单位面积的热量，其单位是图1为TC-3型导热系数测定仪中加热盘及待测样品等置放示意图。图中：1一防护罩2—加热部件总成3—加热圆铜盘（A）4—待测样品（B）5—调节螺杆6—散热圆铜盘（P）7—热电偶温度传感器（E）按图1所示，在调节螺杆上先放上散热圆铜盘P,在P的上面放上待测样品B（圆盘形的不良导体），再把带加热器的圆铜盘A放在B上，加热器通电后，热量从A盘传到B盘，再传到P盘，由于A，P盘都是良导体，其温度即可以代表B盘上、下表而的温度、T2,I；、T2分别由插入A，P盘边缘小孔热电偶E

5、温度传感器来测it热电偶的冷端则浸在杜沉瓶屮的冰水浞合物屮，通过“传感器切换”开关G,切换A、P盘屮的热电偶与数字电压表的连接回路。由式（1）可以知道，单位时间内通过待测样品B任一圆截而的热流量为：Hb•7l*R，而式中1<8为样品的半径，hB为样品的敁度，当热传导达到稳定状态时，1,和丁2的值不变,于是通过B盘上表面的热流量与由圆铜盘P向周围环境散热的速率相等，因此，W通过圆铜盘P在穂定温度T2时的散热速率來求出热流量f。实验中，在读得稳定时的1；和丁2后，即可将待测样品B盘移去，而使圆铜盘A的底面与圆铜盘P直接接触。当圆铜盘P的温度上升到高于稳定

6、时的T，值若干摄氏度后，再将圆铜盘A移开，让圆铜盘P自然冷却。观察其温度T随时间t变化情况，然后巾此求出圆铜盘Pm*C*ATT_T=AQ（m为紫铜盘P的质量，C为铜材的比热容>,就是紫铜盘P在温度At2At为［时的散热速率。但要注意，这样求出的f是紫铜盘的全部表而暴露于空气屮的冷却速率，其散热表而积为2K*R2+2K*RP*hp（其屮1<1>与111,分别为紫铜盘的半径与厚度）。然而，在观察测试样品的稳态传热吋，P盘的上表囬（面积为tcR^）是被样品覆盖着的。考虑到物体的冷却速率与它的表而积成正比，则稳态时铜盘散热速率的表达忒应作如下修正:m

7、兀Rp+2.71At(27c>Rp+27L>RP>hAT(Rp+2hp)*hX=m>C将式（3）代入式（2），得:At(2RP+2hp)<(T!-T2)k*R【实验仪器】实验采用TC-3型导热系数测定仪。该仪器采用低于36V的隔离电压作为加热电源,安全可靠。整个加热圆筒可上K升降和左右转动，发热圆盘和散热圆盘的侧面有一小孔，为放置热电偶之用。散热盘P放在可以调节的三个螺旋头上，可使待测样品盘的上下两个表谢与发热圆盘和散热圆盘紧密接触。散热盘P下方有一个轴流式风扇，用来快速散热。两个热电偶的冷端分别插在放有冰水的杜瓦瓶中的两根玻璃管中。热端分别插入加热

8、圆盘和散热圆盘的侧面小孔rt。冷、热端插入时，涂少量的硅脂，热电偶的两个接线端分别插在仪器而板上的相应插座1