物体导热系数的测定

附录五实验报告范例导热系数的测定一,实验目的1.测定物体的导热系数.2.掌握物体导热系数的测定方法(稳态法).3.学会用逐差法处理数据.二,实验原理1.约瑟夫·傅立叶导热方程式(F-5-1)式中,为传热速率,为导热系数,S为样品的横截面面积,样品的高度,,为样品两端的稳态温度.2.稳态法测传热速率当,(任意时刻样品两端的温度)稳定时,传热也达到稳定.此时可以认为加热盘通过样品上平面传入热量的速率与散热盘向周围环境中散热的速率相等.因此可通过散热盘P在温度时的散热速率来代替加热盘A在温度时的传热速率.得到(F-5-2)又因为样品传热过程中的散热面积大小与散热盘P自然冷却时不一样.所以(F-5-3)将(F-5-3),(F-5-2)代入(F-5-1)得(F-5-4)三,实验器材导热系数测定仪;数字毫伏表,铜-康铜热电偶二个,杜瓦瓶;游标卡尺,螺旋测微器,电子秤.四,实验内容图F-5-1实验装置图1.熟悉实验仪器的结构以及热电偶,数字毫伏表的使用方法.2.先用游标尺或千分尺测量橡胶盘B,散热盘P的直径,高度DB,hB,DP,hP,再用电子秤测散热盘P的质量m,各测5次填入表F-5-1.3.按图F-5-1小心安装好仪器及样品.注意加热盘A和散热盘P的侧面都有安装热电偶的小孔,安放时两小孔皆与杜瓦瓶,毫伏表同侧.把热电偶的热端沾些硅油(以免电偶与铜盘接触不良)插入小孔的底部.热电偶的冷端插入杜瓦瓶细玻璃管前,先要向玻璃管中灌入适量的硅油.4.数字毫伏表是测量热电偶电动势的.其电压读数,可看作是当前热电偶的温度(但仍使用电压单位).在使用前先打开电源,按下调零键,旋转调零旋钮,使读数为零.然后按下20mV键,便可读出温度值.5.先将加热电压调至220V档,使得加热到4.00mV,接着将加热电压调至110V档,待在3.50mV左右时通过手动调节加热电压220V,110V,和0V档,使得的读数在(3.500.03)mV的范围内,同时每隔2分钟记下加热圆盘和散热圆盘的温度和的数值,待在10分钟内不变化时即可认为已到达稳态,记下此时的和的值.6.移开加热盘(注意烫手),取出样品,再将加热盘A与散热盘P直接接触,并加热使得P盘的温度上升到比高出1mV左右.接着再将加热盘A移开,让散热盘P自然冷却(如果步骤5使用了风扇则此时也得使用风扇),并且每隔30秒钟读出散热盘P的温度一直测到后3-5分钟.在附近的值要特别小心,选其中邻近的前后共8个数据填入表F-5-2.7.实验结束,切断电源,整理好实验仪器.五,数据处理表F-5-1实验参数表物理量12345平均不确定度DB/mm129.22129.20129.20129.16129.14129.180.04hB/mm7.7007.8807.8507.7317.8557.80.1DP/mm130.10130.14130.12130.12130.08130.110.03hP/mm7.5417.5107.5047.5307.5327.520.02m/kg0.8950.8950.005表F-5-2散热盘冷却速率数据表T/s0306090120150180210θ/mV2.832.772.722.682.622.582.532.481.实验测得稳态时mV,mV.2.由表F-5-1算出DB,hB,DP,hP,m的平均值及不确定度.3.由表F-5-2中的数据采用逐差法求冷却时的温度梯度.其中s.mV,mV,mV,.4.由式(F-5-4)求出橡胶盘的导热系数的平均值及其平均值的标准差.,J·kg-1·K-1.=0.20J·s-1·m-1·K-1.=0.01W·m-1·K-1.W·m-1·K-1