不良导体的导热系数讲稿.ppt
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1、关于不良导体的导热系数关于不良导体的导热系数第一页,讲稿共二十页哦不良导体导热系数的测定不良导体导热系数的测定 【实验目的实验目的】 【实验仪器实验仪器】 【实验原理实验原理】 【实验步骤及内容实验步骤及内容】 【数据处理数据处理】 【注意事项注意事项】 【思考题思考题】第二页,讲稿共二十页哦【实验目的实验目的】 1、掌握不良导体导热系数的测定方法、掌握不良导体导热系数的测定方法稳态平衡法。稳态平衡法。 2、测定不良导体(橡皮板)的导热系数。、测定不良导体(橡皮板)的导热系数。 3、学习用热电偶进行温度测量。、学习用热电偶进行温度测量。 重点难点:重点难点: 1稳态法的理解;稳态法的理解; 2
2、导热系数测定仪的正确使用。导热系数测定仪的正确使用。第三页,讲稿共二十页哦【实验仪器实验仪器】 不良导体导热系数测定仪不良导体导热系数测定仪 温度计(温度计(0100,精确到,精确到0.1) 铜铜-康铜热电偶康铜热电偶 天平、砝码天平、砝码 秒表秒表第四页,讲稿共二十页哦不良导体导热系数测定仪数字电压表铜-康铜热电偶第五页,讲稿共二十页哦图3热电偶第六页,讲稿共二十页哦【实验原理实验原理】 根据傅立叶导热方程式,在物体内部,取两根据傅立叶导热方程式,在物体内部,取两个垂直与热传导方向、彼此间相距为个垂直与热传导方向、彼此间相距为L、温、温度分别为度分别为T1、T2的平行平面的平行平面(设设T1
3、T2),若平,若平面面积均为面面积均为S,在,在 t时间内通过面积时间内通过面积S的热的热量量 Q满足下述表达式:满足下述表达式: (1) 式中式中 为热流量,为热流量, 即为该物的热导率即为该物的热导率(又称作导热系数),(又称作导热系数), 在数值上等于相距在数值上等于相距单位长度的两平面的温度相差单位长度的两平面的温度相差1个单位时,个单位时,单位时间内通过单位面积的热量,其单位单位时间内通过单位面积的热量,其单位是是 。 hTTStQ21tQ11KmW第七页,讲稿共二十页哦 知道单位时间内通过待测样品知道单位时间内通过待测样品B任任一圆截面的热流一圆截面的热流 (2) T1、T2 为为
4、B盘上、下表面的温度,盘上、下表面的温度,RB为样品的半径,为样品的半径,h3为样品的厚度,当为样品的厚度,当热传导达到稳定状态时,热传导达到稳定状态时,T1和和T2的值不的值不变,于是通过变,于是通过B盘上表面的热流量与盘上表面的热流量与由铜盘由铜盘P向周围环境散热的速率相向周围环境散热的速率相等,因此,可通过铜盘等,因此,可通过铜盘P在稳定温度在稳定温度T2时的散热速率来求出热流量时的散热速率来求出热流量 。 221BBRhTTtQtQ第八页,讲稿共二十页哦实验中,在读得稳定时的实验中,在读得稳定时的T1和和T2后,后,即可将即可将B盘移去,而使盘盘移去,而使盘A的底面与的底面与铜盘铜盘P
5、直接接触。当盘直接接触。当盘P的温度上升的温度上升到高于稳定时的到高于稳定时的T值若干摄氏度后,值若干摄氏度后,再将圆盘再将圆盘A移开,让铜盘移开,让铜盘P自然冷却。自然冷却。观察其温度观察其温度T随时间随时间t变化情况,然后变化情况,然后由此求出铜盘在由此求出铜盘在T2的冷却速率的冷却速率 (m为紫铜盘为紫铜盘P的质量,的质量, C为铜材的比为铜材的比热容),就是紫铜盘热容),就是紫铜盘P在温度为在温度为T2时时的散热速率。的散热速率。 tQTTtTmcTTtT22,而第九页,讲稿共二十页哦 但要注意,这样求出但要注意,这样求出 是紫铜盘的全部表是紫铜盘的全部表面暴露于空气中的冷却速率,其散
6、热表面积面暴露于空气中的冷却速率,其散热表面积为为 (其中(其中RP与与hP分别为紫铜盘分别为紫铜盘的半径与厚度)。然而,在观察测试样品的的半径与厚度)。然而,在观察测试样品的稳态传热时,稳态传热时,P盘的上表面(面积为盘的上表面(面积为 )是被样品覆盖着的。考虑到物体的冷却速率是被样品覆盖着的。考虑到物体的冷却速率与它的表面积成正比,则稳态时铜盘散热速与它的表面积成正比,则稳态时铜盘散热速率的表达式应作如下修正:率的表达式应作如下修正: (3) 将式(将式(3)代入式()代入式(2),得:),得: (4))22()2(22pppppphRRhRRtQmctQtTPPhRR2222pR2212
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- 关 键 词:
- 不良导体 导热 系数 讲稿
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