穩(wěn)態(tài)法測量不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)2012

1、實(shí)驗(yàn)名稱： 穩(wěn)態(tài)法測量不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)姓名 學(xué)號 班級 評 分桌號 教 室 第一實(shí)驗(yàn)樓樓611 日期 2012年 月 日 時(shí)段 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 理解導(dǎo)熱系數(shù)的概念及意義；2. 理解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路；3. 了解熱電偶測溫原理；二、實(shí)驗(yàn)儀器：導(dǎo)熱系數(shù)測定儀（含實(shí)驗(yàn)裝置、數(shù)字電壓表、數(shù)字秒表、PID自動控溫裝置）1臺，保溫杯1個(gè) ，橡皮樣品1塊，牛筋樣品1塊，電木1塊， 冰水混合物若干三、實(shí)驗(yàn)原理導(dǎo)熱是物體相互接觸時(shí)，由高溫部分向低溫部分傳播熱量的過程。當(dāng)溫度的變化只是沿著一個(gè)方向(設(shè)Z方向)進(jìn)行的時(shí)候，熱傳導(dǎo)的基本公式可寫為: 它表示在 ,dT/dz ，為 ，它的大小由 決定，單位為 ,它是表征

2、 的物理量，式中負(fù)號表示 。以圖一所示的熱學(xué)系統(tǒng)為例簡要說明穩(wěn)態(tài)法測量不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)的思路。四、實(shí)驗(yàn)步驟1 多次測量下銅盤的質(zhì)量m、直徑D、厚度和待測物厚度L。自行設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)記錄表格。銅盤比熱容C=3.805*102 J/g。2 調(diào)試儀器到實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，安置圓盤到合適位置，注意銅盤與樣品盤之間不要留有空隙。熱電偶插入測溫小孔時(shí)，請?jiān)跓犭娕技舛颂幧倌ㄉ闲┕栌?，并插到洞孔底部，使熱電偶測溫端與銅盤接觸良好，熱電偶冷端插在冰水混合物中。3 根據(jù)穩(wěn)態(tài)法，必須等溫度分布穩(wěn)定，才可以讀數(shù)。這就要等待較長的時(shí)間。為了提高效率，可先將電源電壓打到高檔，加熱至指定溫度附近后再打至低檔。然后，每隔2分鐘觀察一下溫度示

3、值，如在一段時(shí)間內(nèi)（如10分鐘）樣品上、下表面溫度T1、T2示值都不變，即可認(rèn)為已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。記錄穩(wěn)態(tài)時(shí)T1、T2值。要求T1保持在60。4 更換測試件，重復(fù)上步測得第二個(gè)測試件達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)下銅盤的溫度。（上銅盤仍控制在60）5 記錄穩(wěn)態(tài)時(shí)T1、T2值后移去樣品，使上銅盤直接對下銅盤加熱至60時(shí)，移去圓筒，讓下銅盤自然冷卻。每隔30秒讀一次下銅盤的溫度示值，繪出下銅盤冷卻曲線，求出冷卻速率。6 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)，并進(jìn)行比較。本實(shí)驗(yàn)選用銅康熱電偶測溫度，其溫度與電動勢的關(guān)系見附表銅康銅熱電偶分度表。我們可以通過測量熱電偶兩端的電動勢得到溫差。所使用的數(shù)字電壓表集成在了儀器上。7 用自動控

4、溫法測某種樣品在60時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)。設(shè)置自動控溫溫度點(diǎn)為60，待系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，測出T1、T2值。照上述方法測出下銅盤T2溫度時(shí)的自然冷卻速率。求出該樣品的導(dǎo)熱系數(shù)。注意：自動升溫較慢時(shí)，可先用手動高檔加熱，臨近60時(shí)再轉(zhuǎn)為自動控制；自動控溫顯示的為上銅盤溫度，與電壓表換算出的溫度可能出現(xiàn)不一致（二者定標(biāo)方式不同）。請以熱電偶測量的溫度為準(zhǔn)。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與數(shù)據(jù)處理1、自行設(shè)計(jì)記錄表格，包括所需測量的銅盤、材料盤的尺寸、質(zhì)量等。2、測量穩(wěn)態(tài)時(shí)材料盤上下表面溫度3、測量P盤在T2溫度附近的冷卻速率。（先做出冷卻曲線，再求T2溫度時(shí)的冷卻速率）粘貼坐標(biāo)紙4、計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)。六、實(shí)驗(yàn)思考題應(yīng)用穩(wěn)態(tài)法是

5、否可以測量良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)，如可以,對實(shí)驗(yàn)樣品有什么要求，實(shí)驗(yàn)方法與測不良導(dǎo)體有什么區(qū)別。（請從穩(wěn)態(tài)法測定不良導(dǎo)體的實(shí)驗(yàn)思路去思考）附表：銅康銅熱電偶分度表熱電勢（mV）溫度()0123456789000.0390.0780.1170.1560.195.0.2340.2730.3120.351100.3910.430.470.510.5490.5890.6290.6690.7090.749200.7890.830.870.9110.9510.9921.0321.0731.1141.155301.1961.2371.2791.321.3611.4031.4441.4861.5281.569401.6111.6531.6951.7381.781.8281.8651.9071.951.992502.0352.0782.1212.1642.2072.252.2942.3372.382.424602.4672.5112.5552.5992.6432.6872.7312.7752.8192.864702.9082.9532.9973.0423.087301313.1763.2213.2662.312803.3573.4023.4473.4933.5383.5843.633.6763.7213.767903.8133.8593