内容发布更新时间 : 2024/12/25 12:42:42星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实 验 报 告 评分：

少年班 系 07 级 学号 PB07000812 姓名 戴思远 日期 2008-12-15

一、实验题目： 实验1.2.1 不良导体导热系数的测量

二、实验目的：

本实验的目的是了解热传导现象的物理过程，学习用稳态平板法测量不良导体的导热系数并用作图法求冷却速率。

三、实验原理：

1、导热系数

当物体内存在温度梯度时，热量从高温流向低温，谓之热传导或传热，传热速率正比于温度梯度以及垂直于温度梯度的面积，比例系数为热导系数或导热率：

dQdT???dS （1） dtdx2、不良导体导热系数的测量

厚度为h、截面面积为S的平板形样品（橡胶板）夹在加热圆盘和黄铜盘之间。热量由加热盘传入。加热盘和黄铜盘上各有一小孔，热电偶可插入孔内测量温度，两面高低温度恒定为T1 和T2时，传热速率为：

T?TdQ???12SB （2） dthB2式中hB为样品厚度，SB??RB为样品上表面的面积，?T1?T2?为上 、下平面的温度差，?为

导热系数。

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少年班 系 07 级 学号 PB07000812 姓名 戴思远 日期 2008-12-15

由于传热速率很难测量，但当T1 和T2稳定时，传入橡胶板的热量应等于它向周围的散热量。 这时移去橡胶板，使加热盘与铜盘直接接触，将铜盘加热到高于T2约10度，然后再移去加热盘，让黄铜盘全表面自由放热。每隔30秒记录铜盘的温度，一直到其温度低于T2，据此求出铜盘在T2附近的冷却速率

dT。 dt铜盘在稳态传热时，通过其下表面和侧面对外放热；而移去加热盘和橡胶板后是通过上

下表面以及侧面放热。物体的散热速率应与它们的散热面积成正比：

dQ?R?R?2h?dQ? （3） ?dt?R?2R?2h?dt式中

dQ?为盘自由散热速率。而对于温度均匀的物体，有 dtdQ?dT （4） ?mcdidt这样，就有

R?2hAdTdQ?mCucCuA? （5） dt2?RA?hA?dt结合（2）式，可以求出导热系数。

??mCucCuhB?RA?2hA?dT （6） ?22?RB?T1?T2??RA?hA?dtmCu、hB、RB、hA、T1和T2都可由实验测量出准确值，本实验所用的铜盘比热容为

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少年班 系 07 级 学号 PB07000812 姓名 戴思远 日期 2008-12-15

CCu?0.3709kJ?kg?1???1，因此，只要求出

dT，就可以求出导热系数?。 dt

四、实验内容：

1． 观察和认识传热现象、过程及其规律。

（1） 自拟数据表格，用卡尺测量铜盘A和样品B的厚度及直径，用物理天平测出A盘

的质量。多次测量上述各物理量，并求出平均值和误差。 （2） 熟悉各仪表的使用方法，按图1.2.1-1连接好仪器。

将热电偶插入A盘和C筒底部侧面的小孔内时，要注意使热电偶与A盘和C筒底部保持良好接触。在热电偶涂上硅油后，轻轻地将它插入小孔的底部。热电偶的冷端置入保温瓶的冰水混合物中。

（3） 接通调压器电源，缓慢转动调压手轮，使红外灯电压逐渐升高，为缩短达到稳定态

的时间，可先将红外灯电压升高到200V左右，大约20min之后，再降到125V左右，然后每隔一段时间读一次温度值，若10min内T1和T2的示值基本不变，则可以认为达到稳定状态。记下稳态时的T1和T2值。随后移去样品盘B，让散热A盘与传热筒C的底部直接接触，加热A盘，使A盘的温度比T2高约10℃左右，把调压器调节到零电压，断开电源，移去传热筒C，让A盘自然冷却，每隔30s记一次温度T值，选择最接近T2前后的各六个数据，填入自拟的表格中。

dT，并由公式（6）求出样品的导热系数?。 dtdT3. 绘制T-t关系图，用作图法求出冷却速率。

dtdT4. 用方程回归法进行线性拟合，求解冷却速率及其误差，将结果代入式（6），计算样品

dt2. 用逐差法求出铜盘A的冷却速率

的导热系数?及其标准差?A。

五、实验数据及其处理：（注：实际测量中用电压mV来标记温度）

1、根据实验室放置的温度计，记录下了实验中的室温：

实验开始时的温度：干：??????21.20C???，湿：???21.60C实验结束时的温度：干：???21.0C???，湿：???21.5C

00（注：实际以干温度计的读数为准）