不良導(dǎo)體熱效應(yīng)大物實(shí)驗(yàn)報(bào)告

班號(hào) _學(xué)號(hào)__姓名__教師簽字 實(shí)驗(yàn)日期 組號(hào)預(yù)習(xí)成績(jī) __總成績(jī) 實(shí)驗(yàn)不良導(dǎo)體熱導(dǎo)率的測(cè)量一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋緦?shí)驗(yàn)的目的是了解熱傳導(dǎo)現(xiàn)象的物理過(guò)程學(xué)習(xí)用穩(wěn)態(tài)平板法測(cè)量不良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)并用作圖法求冷卻速率實(shí)驗(yàn)原理1-導(dǎo)熱系數(shù)1KS2年法國(guó)科學(xué)家燉里葉(fFourkr)建芒了熱傳導(dǎo)理怎冃前齊種測(cè)屋導(dǎo)熱痰數(shù)的方法都是建辺在傅里葉熱傳導(dǎo)定律的基礎(chǔ)之上的.本實(shí)驗(yàn)采用的是稔態(tài)平板陸翻量禺體的導(dǎo)熱樂數(shù).當(dāng)物體內(nèi)聆燈昭變悌度存在時(shí).就荷熱瑜從高隘處傳遞到低溫處.這抻現(xiàn)象肢稱再熱倍W口廨里葉指出.在血時(shí)何內(nèi)通過(guò)曲而枳的熱癡IE比于厠休內(nèi)的話麼梯麼，其比例系數(shù)是導(dǎo)熱系數(shù).即；dt(1)dt式中罟為傳熱速率，袞與面^dStil垂宜的方向上的區(qū)度梯度，“-”號(hào)農(nóng)亦熱肚由高趙區(qū)向低溫城域"是導(dǎo)熱系敵?去亦拘體#熱徙力的丸小.在S1申入的

單位足Wmi-K^.對(duì)T衿向異件材料，各個(gè)庁向的導(dǎo)熱系數(shù)屋不同的（常用旅雖來(lái)表示）&孔不良導(dǎo)體導(dǎo)磚系敷的測(cè)■(2)圖1罡不EL導(dǎo)體#熱乘數(shù)測(cè)量裝置的原理圖.設(shè)樣品対一平板.則維持上下平面宵穩(wěn)定的兒和匚（AS而近似絶熱）.即稔態(tài)時(shí)通過(guò)樣品的傳熱連辛為：/導(dǎo)(2)式中％為桶拈厚際SB=ir*R^樣胡上我麵的Ifif積.（巧一G）為上、卜平血的皚廈羞’X為導(dǎo)拇系數(shù)匚住實(shí)驗(yàn)屮.嬰降低関面融黯的匪響、就需耍減小阮因?yàn)槭褱y(cè)平板上下平面的湖度耳和T?越用傳招卿筒A的底卿和醴想銅盤（:前溫麼來(lái)代喪、所以就必須保證祥品與閥筒A的底部和銅播C的上表面密切接觸"賓於時(shí)*在穩(wěn)定呂熱的條件F1T*和耳恒恫迅不變）.可以認(rèn)為通過(guò)待測(cè)樣品盤B的傳熱速率與時(shí)盤C向周圍環(huán)境散熱的遼率相暮.因此可以通過(guò)C盤在穩(wěn)定溫懂耳附班的散熱速耗求出樣品的怕穗速率警°征悽礙穩(wěn)態(tài)時(shí)的％和耳之層.京走樣品山讓f盤孔按與倍熱筒A底諾的下左面l￡#f加敷銅盤G便匸盤為度卜弁到比q衙10X?用右*再移去僧迪筠A“讓銅盤e逋過(guò)外我面晝接向環(huán)境自救冷卻打每隔?段吋間記卜中應(yīng)的淋度tf[?求出仁熬料q附近的冷卻連率罟。8- UI對(duì)于嵋?guī)ж螇逊€(wěn)態(tài)僅慮時(shí)’苴散畠的外衷面積油ttR2十2JiRthc,格丈傳熱筒A后TC社的散熱沖衷面積為2丹％+2jrRfhcM^RECRc+hA考慮到物體的散熱速率與它的族熱面積成比例*所^：l!QffRJRC+2hJ典件Rc+2hcHQ傳」=?? ■=j ■8■dt2itRc（Rf+hc）dr2Rc+2hcdt式中血和h』｝別為C盤的半怪相離度"桓據(jù)熱容的定義，時(shí)臉度均勻的掏體'有：dQftj dT—=mcdT對(duì)應(yīng)銅盤&就有：JQft dT—=%%不其中m制相％分別是E盤的質(zhì)駄利比熱容*將此式買入式（町中.右：dQ Rc+2\dTdF=m*Cft12Re+2hcdt比較戌伍）《H2）,便得出導(dǎo)熱系數(shù)的注式；"叫％幅“只阿-耳）傀+h”Rc+"叫％幅“只阿-耳）傀+h”m眄h曠隔、趾、TtftlTs都可由實(shí)驗(yàn)測(cè)呈出準(zhǔn)確值*本實(shí)號(hào)所用黃

銅盤比熱容為0,3709kJ/（kgK）,因此，只婪求：1吟，就可以求岀導(dǎo)熱系數(shù)「二．?dāng)?shù)據(jù)處理用逐差法求出銅盤C的冷卻速率釜?并市公式求出樣品的導(dǎo)熱系數(shù)入繪出T-t關(guān)系圖，用作圖法求出冷卻速率詈。用方程回歸法進(jìn)行線性擬詐，求解冷卻速率#及具溟差，將結(jié)果代入公式中，計(jì)算橡膠盤的導(dǎo)熱系數(shù)九一、則先求散熱盤散熱系數(shù)：利用逐差法；0.0020625(計(jì)算過(guò)程我用草紙算的沒有體現(xiàn))利用圖像和回歸直線；LinearmodelPoly1:f(x)=p1*x+p2Coefficients(with95%confidencebounds):p1=-0.002251(-0.00232,-0.002182)p2=3.913(3.897,3.93)Goodnessoffit:SSE:0.00178R-square:0.9979AdjustedR-square:0.9977RMSE:0.01272二、導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算： Rc+2hc dTA="3阿E屁応殛利用此公式：0.3709*m銅*80.10mm*(130.50+2*70.15)/2*n*(139.32)"2(16*30)*(130.50+70.15)*0.00225=0.241W.m(-1)K(-1)三．實(shí)驗(yàn)結(jié)論及現(xiàn)象分析散熱系數(shù)-0.002251導(dǎo)熱系數(shù)：0.241四．討論問(wèn)題1.試分析實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的主要因素以及實(shí)驗(yàn)中是如何減小誤差的？根據(jù)記錄的室溫7i=2L8°CS7i=22.6°C可知實(shí)驗(yàn)中環(huán)境溟度有一定變化，這會(huì)改變下槪與空吒的溫度梯度以及樣品盤側(cè)面的敕熱速度，垠裁影響植定溫度申錘溫速度M過(guò)山于降溫速度測(cè)量彳艮快「同此本次實(shí)驗(yàn)的溫度讀數(shù)都集中在-個(gè)出較短的橡膠盤的側(cè)血也仃散熱.師本實(shí)驗(yàn)認(rèn)為樣Si'iHA.I'.盤吸熱和山卜盤放熱.因此試:驗(yàn)選川的樣晶盤厚度必須要小*其次還要考慮到秒表的時(shí)間誤差等等，這些都不可以忽略。2.傅里葉定律dQ/dt（傳熱速率）是不易測(cè)準(zhǔn)的量。本實(shí)驗(yàn)如何巧妙地避開了這一難題？傳熱速率不易測(cè)量，但是用于自由散熱的物體可以利用溫度，比熱容之間的關(guān)系確定好結(jié)果，化繁為簡(jiǎn)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察與原始數(shù)據(jù)記錄csstia熱到平衡溫度時(shí)的溫差電動(dòng)勢(shì)測(cè)圭C銅埶嗓國(guó)平衙溫嗣的遍差電動(dòng)勢(shì)的絕對(duì)值（now）_ 觀加輒匚盤.德匚盤的溫度ttT2高卸0弋左右（即溫差膽動(dòng)勢(shì)升高642ev左石）址C蠱自瞬抓測(cè)蚩C銅盤降蠱過(guò)程中平同時(shí)刻蠱騎時(shí)應(yīng)的應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：狽僵匚盤降溫過(guò)程中不同日垓I溫度對(duì)應(yīng)的溫差電動(dòng)歎瞬3伽記錄一次L并記錄到下表中189—121112133.443373.303243.173.113,05

1112B141516'I3.113.052.992.942.66増加列A銅盤加梆到年衡溫度時(shí)的溫差電朋勢(shì)1112B141516'I3.113.052.992.942.66増加列A銅盤加梆到年衡溫度時(shí)的溫差電朋勢(shì)測(cè)雖A洞盤加熱到平衡溫度時(shí)的溫差電動(dòng)勢(shì)的絕對(duì)働HW） 3.22加秋:盤「便V盤的僵度ttT2Wttj10X左右（即溫差盹動(dòng)勢(shì)升離甘左右