稳态法测量不良导体导热系数10

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1、稳态法测量不良导体导热系数实验名称：稳态法测量不良导体导热系数姓名学号班级评分桌号教室第一实验楼楼611日期20年月日时段一、实验目的：1.理解导热系数的概念及意义；2.理解实验的设计思路；3.了解热电偶测温原理；二、实验仪器：导热系数测定仪（含实验装置、数字电压表、数字秒表、PID自动控温装置）1台，保温杯1个，橡皮样品1块，牛筋样品1块，电木1块，冰水混合物若干三、实验原理导热是物体相互接触时，由高温部分向低温部分传播热量的过程。当温度的变化只是沿着一个方向(设Z方向)进行的时候，热传导的基本公式

2、可写为:它表示在,dT/dz，λ为，它的大小由决定，单位为,它是表征的物理量，式中负号表示。以图一所示的热学系统为例简要说明稳态法测量不良导体导热系数的思路。石家庄铁道大学物理实验中心第4页共4页稳态法测量不良导体导热系数四、实验步骤1．多次测量下铜盘的质量m、直径D、厚度δ和待测物厚度L。自行设计数据记录表格。铜盘比热容C=3.805*102J/кg•℃。2．调试仪器到实验状态，安置圆盘到合适位置，注意铜盘与样品盘之间不要留有空隙。热电偶插入测温小孔时，请在热电偶尖端处少抹上些硅油，并插到洞孔底部，

3、使热电偶测温端与铜盘接触良好，热电偶冷端插在冰水混合物中。3．根据稳态法，必须等温度分布稳定，才可以读数。这就要等待较长的时间。为了提高效率，可先将电源电压打到高档，加热至指定温度附近后再打至低档。然后，每隔2分钟观察一下温度示值，如在一段时间内（如10分钟）样品上、下表面温度T1、T2示值都不变，即可认为已达到稳定状态。记录稳态时T1、T2值。要求T1保持在60℃。4．记录稳态时T1、T2值后，移去样品，再加热，当下铜盘温度比T2高出5℃左右时，移去圆筒，让下铜盘自然冷却。每隔30秒读一次下铜盘的温

4、度示值，最后选取邻近的T2的10组测量数据来求出冷却速率。5．根据实验数据计算导热系数，并进行比较。本实验选用铜康热电偶测温度，其温度与电动势的关系见附表铜—康铜热电偶分度表。我们可以通过测量热电偶两端的电动势得到温差。所使用的数字电压表集成在了仪器上。6．用自动控温法测某种样品在60℃时的导热系数。设置自动控温温度点为60℃，待系统达到稳态时，测出T1、T2值。照上述方法测出下铜盘T2温度时的自然冷却速率。求出该样品的导热系数。注意：①自动升温较慢时，可先用手动高档加热，临近60℃时再转为自动控制；

5、②自动控温显示的为上铜盘温度，与电压表换算出的温度可能出现不一致（二者定标方式不同）。请以热电偶测量的温度为准。石家庄铁道大学物理实验中心第4页共4页稳态法测量不良导体导热系数五、实验数据记录与数据处理1、自行设计记录表格，包括所需测量的铜盘、材料盘的尺寸、质量等。2、测量稳态时材料盘上下表面温度3、测量P盘在T2温度附近的冷却速率。（可以用绘图法或直接T2附近测10个温度数据点求平均）4、计算导热系数。石家庄铁道大学物理实验中心第4页共4页稳态法测量不良导体导热系数5、用PID自动控温方式测量导热系

6、数。附表：铜—康铜热电偶分度表　热电势（mV）温度(℃)0123456789000.0390.0780.1170.1560.195.0.2340.2730.3120.351100.3910.430.470.510.5490.5890.6290.6690.7090.749200.7890.830.870.9110.9510.9921.0321.0731.1141.155301.1961.2371.2791.321.3611.4031.4441.4861.5281.569401.6111.6531.695

7、1.7381.781.8281.8651.9071.951.992502.0352.0782.1212.1642.2072.252.2942.3372.382.424602.4672.5112.5552.5992.6432.6872.7312.7752.8192.864702.9082.9532.9973.0423.087301313.1763.2213.2662.312803.3573.4023.4473.4933.5383.5843.633.6763.7213.767903.8133.8593.9

8、063.9523.9984.0444.0914.1374.1844.2311004.2774.3244.3714.4184.4654.5124.5594.6074.6544.701石家庄铁道大学物理实验中心第4页共4页