『壹』 本實驗裝置為什麼僅限於測定非金屬材料的導熱系數
導熱系數測定的實驗體會與收獲通過測定良導體(銅、空氣)、不良導體(橡膠)的導熱系數實驗,我們組的各同學都明白了要用1、測良導體、不良導體的導熱系數的方法是穩態法2、導熱系數的物理意義是什麼?3、測λ要滿足什麼條件,怎樣保證這些條件?4、測量冷卻速率時,為什麼要在穩態溫度θ2附近取值? 一、 測良導體、不良導體的導熱系數的方法是穩態法 測量導熱系數我們組用的是穩態法,在穩態法中,先利用熱源對樣品加熱,樣品內部的溫差使熱量從高溫向低溫處傳導,樣品內部各點的溫度將隨加熱快慢和傳熱快慢的影響而變動;適當控制實驗條件和實驗參數可使加熱和傳熱的過程達到平衡狀態,則待測樣品內部可能形成穩定的溫度分布,根據這一溫度分布就可以計算出導熱系數。而在動態法中,最終在樣品內部所形成的溫度分布是隨時間變化的,如呈周期性的變化,變化的周期和幅度亦受實驗條件和加熱快慢的影響,與導熱系數的大小有關。 本實驗應用穩態法測量良導體(銅、空氣)、不良導體(橡皮樣品)的導熱系數,學慣用物體散熱速率求傳導速率的實驗方法。 二、 導熱系數的物理意義: 導熱系數是表徵物質熱傳導性質的物理量。導熱系數是指在穩定傳熱條件下,1m厚的材料,兩側表面的溫差為1度(K,°C),在1秒內,通過1平方米面積傳遞的熱量,用λ表示,單位為瓦/(米·度),w/(m ·k)(W/m · K,此處的K可用℃代替。導熱系數與材料的組成結構、密度、含水率、溫度等因素有關。材料結構的變化與所含雜質的不同對材料導熱系數數值都有明顯的影響,因此材料的導熱系數常常需要由實驗去具體測定。 三、 測λ要滿足什麼條件,怎樣保證這些條件? (1)測θ1、θ2 系統要處於穩定態,即這兩個溫度在10分鍾內保持不變,並且θ1大於θ2。θ1 人為控制在3.47——3.53mv (2)測量散熱板在θ2 附近的冷卻速率。 四、 測冷卻速率時,為什麼要在穩態溫度θ2附近選值? (1)當散熱板處在不同溫度時,它的散熱速率不同,與本體溫度、環境溫度有關。 (2)在實驗中,當系統處於穩態時,通過待測樣品的傳熱與散熱盤向側面和下面的散熱率相同,所以測冷卻速率要在穩態溫度θ2附近。 總之,通過這次實驗,我們收獲很大。不僅掌握了與導熱系數有關的許多熱學知識,而且由於熱學實驗升溫、降溫不好控制,培養了我們嚴謹的科學態度、細致的觀察能力、團結合作的意識。 最後衷心感謝老師的耐心指導!
『貳』 大學物理實驗穩態法測量良導體的導熱系數。
在大學物理實驗級別上,只要是符合傅立葉熱傳遞定律,沒什麼不可以的。
所謂采專取一些措施和改變樣品屬的形狀,就是設法要保證試樣兩端的溫度差要足夠大以便於測量。對於不良導體,如橡膠,導熱系數在0.4左右,那麼橡膠盤兩個端面的溫度可以明顯的有足夠大的溫差可測;但如果是相同試樣尺寸的良導體,則試樣兩端面的溫差將非常小而無法准確測量。因此,為了增大良導體試樣兩端溫差的大小,就需要增大試樣的厚度,說白了,就是增大試樣的熱阻。
當然,這只是大學物理實驗所進行的改變,這在實際工程測量中是基本不可能的,因為試樣厚度增大勢必會增加試樣側面的熱損失,嚴重影響導熱系數測量誤差。
『叄』 大學物理實驗:用穩態法測不良導體的導熱系數的實驗裝置可以測量空氣的導熱系數嗎並說明理由
應該是不可測,良導體四周散失的熱量很多,不好平衡吧,空氣不會流動嗎?剛加熱的空氣,吹口氣,跑了沒法測
『肆』 應用穩態法測量良導體的導熱系數對實驗樣品有什麼要求實驗方法與測量不良導體有什麼區別
穩態法測量導熱系數所依據的是傅立葉傳熱定律(λ=Qd/ΔT),其中Q是熱流密度,d是熱流方向上的長度,ΔT表示對應長度上的溫度差。
在理論上,傅立葉傳熱定律適應於所有材料,包括良導體和不良導體,但在具體測量中為了保證導熱系數的測量精度,則需要針對良導體和不良導體區別對待,由此形成了不同的測量方法和測量裝置。
『伍』 如果用本實驗測量良導體的熱導率,樣品的形狀應該有何改變
導熱量與導熱系數有公式,導熱量可由電流電壓表得到,求出導熱系數。一般要求試驗樣品平整,以好接觸完全,厚度不變,或半徑不變。
『陸』 測量不良導體的熱導率的實驗裝置用來測良導體使良導體的形狀發生什麼變化
良導體因為導熱快,所以環境的因素要求的就不用非常的嚴格。而不良導體就要考慮到和環境的熱交換,所以在形狀上就要不利於與環境進行熱交換就行了,比如降低表面積。加保溫裝置等
『柒』 應用穩態法如何是否可以測量良導體的導熱系數
穩態法實驗中,將待測樣品樣品製成平板狀,其上端面與一個穩定的均勻發熱體充分接觸,下端面與一均勻散熱體相接觸。由於平板樣品的側面積比平板平面小很多,可以認為熱量只沿著上下方向垂直傳遞,橫向由側面散去的熱量可以忽略不計,即可以認為,樣品內只有在垂直樣品平面的方向上有溫度梯度。測出溫度穩定後上下兩個面的溫度,然後再測出散熱體散熱速率,就可以求出材料的導熱系數。
『捌』 不良導體導熱系數的測量(3)實驗報告
不良導熱體一般用穩態熱流法,條件符合的話也可以使用激光導熱法,但是多次測試的結果差異較大。
使用平板法測量不良導體的導熱系數,這是一種穩態法,實驗中,樣品製成平板狀,其上端面與一個穩定的均勻發熱體充分接觸,下端面與一均勻散熱體相接觸。
由於平板樣品的側面積比平板平面小很多,可以認為熱量只沿著上下方向垂直傳遞,橫向由側面散去的熱量可以忽略不計,即可以認為,樣品內只有在垂直樣品平面的方向上有溫度梯度,在同一平面內,各處的溫度相同。
(8)如果用本實驗裝置測定良導體的熱導率擴展閱讀:
注意事項:
1、注意各儀器間的連線正確,加熱盤和散熱盤的兩個感測器要一一對應,不可互換。
2、溫度感測器插入小孔時,要抹些硅油,並使感測器與銅盤接觸良好。
3、導熱系數測定儀銅盤下方的風扇做強迫對流換熱用,可以減少樣品側面與底面的放熱比,增加樣品內部的溫度梯度,從而減小誤差,所以實驗過程中,風扇一定要打開。