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文檔簡介

用穩(wěn)態(tài)平板法測量

不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)實驗?zāi)康?．學(xué)習(xí)測量不良導(dǎo)體導(dǎo)熱系數(shù)的方法;2．利用物體的散熱速率求傳熱速率.儀器及用具電位差計、杜瓦瓶、紅外燈、調(diào)壓器、溫差電偶,溫度計、銅質(zhì)厚底圓盤、銅盤支架、待測樣品等.儀器裝置12345電位差計杜瓦瓶U1U26實驗原理根據(jù)傅里葉導(dǎo)熱方程式,對于一個厚度為h、面積為S的平板,維持上、下兩面有穩(wěn)定的溫度T1和T2(設(shè)T1>T2),側(cè)面絕熱,則在時間

t內(nèi)通過面積S的熱量

Q滿足下列關(guān)系式式中

為導(dǎo)熱系數(shù),單位為W/(m.k).設(shè)圓盤樣品的半徑為R,厚度為h,上式可以改寫為當(dāng)傳熱達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時,T1和T2的數(shù)值不變,于是通過樣品上表面的熱流量與下表面由圓銅盤4向周圍環(huán)境散熱的速率相等.因此,可通過圓銅盤4在穩(wěn)定溫度T2時的散熱速率求出熱流量.實驗中,在T1和T2穩(wěn)定后,即可將樣品盤移去,而使圓筒2與圓銅盤4直接接觸.當(dāng)圓銅盤4的溫度上升到高于穩(wěn)定時的數(shù)值T2若干攝氏度后,再將圓筒2移開,讓圓銅盤自然冷卻.觀測其溫度T隨時間t的變化情況,然后由此求出銅盤在T2的冷卻速率,而(m為圓銅盤4的質(zhì)量、c為其比熱容)就是圓銅盤在溫度T2時的散熱速率.但是,由于這樣求出的

T/

t是圓銅盤全部表面暴露于空氣中的冷卻速率,其散熱表面積為(其中RP與hP分別為圓銅盤4的半徑與厚度).實驗中,在觀測樣品穩(wěn)態(tài)傳熱時,圓銅盤4的上表面是被樣品覆蓋著的.考慮到物體的冷卻速率與它的表面積成正比,則穩(wěn)態(tài)時銅盤散熱速率的表達(dá)式應(yīng)修正為將(3)式代入(2),得安放圓筒、圓盤時,須使放置熱電偶的洞孔與杜瓦瓶、電位差計位于同一側(cè).為使熱電偶測溫端與銅盤接觸良好,熱電偶插入小孔時,要抹上一些硅油,并插入洞孔底部,熱電偶冷端插入冰水混合物中盛有硅油的細(xì)玻璃管內(nèi).注意事項實驗方案設(shè)計1.怎樣測量溫度？本實驗為什么

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