稳态法测量固体导热系数.pptx
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1、会计学1稳态法测量固体导热系数稳态法测量固体导热系数定量描述物体导热性能的物理量是导热系数,一般说来,定量描述物体导热性能的物理量是导热系数,一般说来,金属的导热系数比非金属的要大;固体的导热系数比液金属的导热系数比非金属的要大;固体的导热系数比液体的要大;气体的导热系数最小。体的要大;气体的导热系数最小。导热系数是描述材料性能的一个重要参数,在锅炉导热系数是描述材料性能的一个重要参数,在锅炉制造、房屋设计、冰箱生产等工程实践中都要涉及这个制造、房屋设计、冰箱生产等工程实践中都要涉及这个参数,而且通过研究物质的导热系数,还可以进一步了参数,而且通过研究物质的导热系数,还可以进一步了解物质组成及
2、其内部结构等。所以,导热系数的研究和解物质组成及其内部结构等。所以,导热系数的研究和测定有着重要的实际意义。在科学实验和工程设计中,测定有着重要的实际意义。在科学实验和工程设计中,第1页/共19页 所用材料的导热系数都需要用实验的方法精确测定。所用材料的导热系数都需要用实验的方法精确测定。其测量方法大致上有其测量方法大致上有稳态法和非稳态法稳态法和非稳态法两类。两类。稳态法是在加热和散热达到平衡状态、样品内部形稳态法是在加热和散热达到平衡状态、样品内部形成稳定温度分布的条件下进行测量。非稳态法则是指在成稳定温度分布的条件下进行测量。非稳态法则是指在测量过程中样品内部的温度分布是变化的,变化规律
3、不测量过程中样品内部的温度分布是变化的,变化规律不仅受实验条件的影响,还与待测样品的导热系数有关。仅受实验条件的影响,还与待测样品的导热系数有关。本实验介绍一种比较简单的利用稳态法测定不良导体导本实验介绍一种比较简单的利用稳态法测定不良导体导热系数的方法。热系数的方法。第2页/共19页二、实验目的二、实验目的 1了解热传导现象的物理过程。了解热传导现象的物理过程。2了解物体散热速率和传热速率的关系。了解物体散热速率和传热速率的关系。3学会用铂电阻型传感器测定温度。学会用铂电阻型传感器测定温度。4学习一种测量材料导热系数的实验方法。学习一种测量材料导热系数的实验方法。第3页/共19页三、实验原理
4、三、实验原理图一图一 导热系数实验装置示意图导热系数实验装置示意图当如图一所示的系统达到热平衡时,通过待测样品的传热当如图一所示的系统达到热平衡时,通过待测样品的传热速率和散热铜盘向侧面和下面的散热速率相同,即有速率和散热铜盘向侧面和下面的散热速率相同,即有第4页/共19页(1(1)式(式(1)中)中10、20是传热稳定时的样品上下表面温度,是传热稳定时的样品上下表面温度,是是样品的传热速率,样品的传热速率,是铜盘散热率是铜盘散热率。根据傅立叶的热传导定律,(根据傅立叶的热传导定律,(1)式左边可以写为:)式左边可以写为:(2)第5页/共19页而根据物体的散热率与冷却率之间的关系,(而根据物体
5、的散热率与冷却率之间的关系,(1)式右边)式右边可以写为:可以写为:(3)式式(3)中中M M 是散热紫铜盘的质量,是散热紫铜盘的质量,C C 是其比热。是其比热。这样,只要测出散热铜盘的冷却速率这样,只要测出散热铜盘的冷却速率 ,就,就可以联立(可以联立(1)、()、(2)及()及(3)式而得出导热系数)式而得出导热系数,但是,但是,当散热铜当散热铜盘盘处在稳定系统中时,其冷却速率不方便测处在稳定系统中时,其冷却速率不方便测第6页/共19页量,必须将它独立放在空气中才可以测量,这时相应的冷量,必须将它独立放在空气中才可以测量,这时相应的冷却速率我们不妨记为却速率我们不妨记为 ,根据散热速率也
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- 关 键 词:
- 稳态 测量 固体 导热 系数
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