穩(wěn)態(tài)法測量不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)10

1、實驗名稱： 穩(wěn)態(tài)法測量不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)姓名學號班級桌號教室第一實驗樓樓611汁評日期 2 0 年 月日時段分一、實驗?zāi)康模?. 理解導(dǎo)熱系數(shù)的概念及意義；2. 理解實驗的設(shè)計思路；3. 了解熱電偶測溫原理；二、實驗儀器：導(dǎo)熱系數(shù)測定儀（含實驗裝置、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，橡皮樣品1塊，牛筋樣品1塊，電木1塊，冰水混合物若干三、實驗原理導(dǎo)熱是物體相互接觸時，由高溫部分向低溫部分傳播熱量的過程。當溫度的變化只是沿著一個方向（設(shè)Z方向）進行的時候，熱傳導(dǎo)的基本公式可寫為：KT dQ=-人（）z0ds dtdz它表示在，dT/dz,入為，它的大小由決定，單位為，它是

2、表征的物理量，式中負號表示 。以圖一所示的熱學系統(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。s-四、實驗步驟1. 多次測量下銅盤的質(zhì)量 m直徑D厚度3和待測物厚度L。自行設(shè)計數(shù)據(jù)記錄表格。銅盤2 比熱容 C=3.805*10 J/ k g?C。2. 調(diào)試儀器到實驗狀態(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，請在熱電偶尖端處少抹上些硅油，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。

3、然后，每隔2分鐘觀察一下溫度示值，如在一段時間內(nèi)（如 10分鐘）樣品上、下表面溫度Ti、T2示值都不變，即可認為已達到穩(wěn)定狀態(tài)。記錄穩(wěn)態(tài)時Ti、T2值。要求Ti保持在60C。4. 記錄穩(wěn)態(tài)時 、T2值后，移去樣品，再加熱，當下銅盤溫度比 T2高出5C左右時，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，最后選取鄰近的T2的10組測量數(shù) 據(jù)來求出冷卻速率。5根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算導(dǎo)熱系數(shù)，并進行比較。本實驗選用銅康熱電偶測溫度，其溫度與電動勢的關(guān)系見附表銅一康銅熱電偶分度表。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。6用自動控溫法測某種樣品在 6

4、0 C時的導(dǎo)熱系數(shù)。設(shè)置自動控溫溫度點為60 C,待系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)時，測出Ti、T2值。照上述方法測出下銅盤 T2溫度時的自然冷卻速率。求出該樣品的導(dǎo) 熱系數(shù)。注意：自動升溫較慢時，可先用手動高檔加熱，臨近60 C時再轉(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 標方式不同）。請以熱電偶測量的溫度為準。五、實驗數(shù)據(jù)記錄與數(shù)據(jù)處理1、自行設(shè)計記錄表格，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。（可以用繪圖法或直接 T2附近測10個溫度數(shù)據(jù)點 求平均）4、計算導(dǎo)熱系數(shù)。5、用PID自動控溫方

5、式測量導(dǎo)熱系數(shù)。附表：銅一康銅熱電偶分度表熱電勢（mV）溫度C）0123456789000.0390.0780.1170.1560.195.0.2340.2730.3120.351100.3910.430.470.510.5490.5890.6290.6690.7090.749200.7890.830.870.9110.9510.9921.0321.0731.1141.155301.1961.2371.2791.321.3611.4031.4441.4861.5281.569401.6111.6531.6951.7381.781.8281.8651.9071.951.992502.0352.0782.1212.1642.2072.252.2942.3372.382.424602.4672.5112.5552.5992.6432.6872.7312.7752.8192.864702.9082.9532.9973.0423.087301313.1763.2213.2662.312803.3573.4023.4473.4933.5383.5843.633.6763.7213.767903.8133.8593.9