测定气体导热系数

1、测定气体与热系数【实验目的】1 .掌握低真空系统的基本操作方法，学会正确使用数显式 电子真空计。2 .掌握用热线法测定气体导热系数的基本原理和正确方法。3 .学习应用“线性回归”和“外推法”对实验数据进行处 理。【实验原理】1 .“热线法”测量气体导热系数的原理1）稳定温度场的建立进气口出气口由于Ti>T2,容器中的待测气体必然形成一个沿径向分布的 温度梯度，由于热传导，鸨丝温度下降，本实验用热线恒温 自动控制系统来维持鸨丝温度恒为T1O这样，每秒钟由于气体热传导所耗散的热量就等于维持鸨丝的温度恒为T1时所消耗的电功率，从而维持测量室中温度梯度稳定。故通过测 量鸨丝消耗的电功率来算由单位

2、时间内热传导的热量。2）由付里叶定律推导气体导热系数XT3 7Q = - K xAS*= - drdr0= -Zx2rfdrY0乂.心"-2叫；dT2 鬲Ef五一心）Q加必& = 1 12对71 一卫K即气体导热系数。其中 1 = 19.5 cm , r i = 0.0095 mm, r 2 =7.5 mm . T2近似等于室温，关键在于Q与Ti怎么测定。2） Q与Ti的测定每秒钟通过气体圆柱面传输的热量Q等于鸨丝所耗散的电功率，即Q = W = UI(R - Ro)Ti二273对于一定长度为1的鸨丝而言，其电阻值与温度的关系为:RoRo=37.2 Q ,是零 度时 的电阻

3、值；R=U/I为实验测量-3 _ _1 =5.1 10 C2.二项修正1）热辐射以及联接鸨丝两端的电极棒的传热损失的修正 郎虐中=U中X工空赢=部一部威登=U7U”与册=（取-畋 QxL2 = 3 - 4x%）xL22）测量在低气压（133.3帕1333帕）条件下进行，低气压气体导热系数 K低与压强P下导热系数之间的关系:=+P K中的K低和K可以用Q低和Q来代替3.作图法外推求Q以1/P为横坐标，1/Q低为纵坐标作图，所得到的实验曲线将近似为一直线，此0直线在纵坐标上的截距即为1/Q外推法求Q【实验内容】1. 熟悉实验装置,选择合适的热线温度测量室真空计干燥塔v,6三通I1. 2接通二对系统

4、抽气1. 3接通：真空泵通大气1：停止抽气三通II4、5接通：针阀控制微量进气4. 6接通：系统通大气4:进气关闭1）对照实验装置图熟悉气体导热系数测定仪的基本结构，特别注意三通I和三通n的旋转操作。2）校准电子真空计。3）调节热线的恒温温度Ti （鸨丝电阻值为 90100Q左右）2.测量鸨丝热辐射与电极棒传热耗散的电功率W真空1）预抽真空2）测量W 真空在真空度约0.1333 帕 （或10-3 乇）时测出热线两端的电压U真空 及流过它的电流I 真空 ，通过计算得W 真空。3测量干燥空气的导热系数在133.31333帕范围内测由不同气压P时，鸨丝两端的电压Up及流经鸨丝的电流Ip。把所有数据记

5、录到表格中。注意事项：1. 为了避免真空泵回油，实验中或实验结束时，当真空泵停机时，都要使其通大气，即三通I 转到1、 3位置。2. 如果不注意，把过多的气体放入系统内时，可以再用真空泵把系统内气压抽到实验的需要值再继续测量。3. 如果系统长时间没有使用，或者系统漏气较多，系统不容易达到所要求的真空度，这时候要仔细检查系统各气路接口有否漏气的地方并予以排除，必要时还要拔下两个三通阀的阀芯，清洗后涂上新的真空脂，在排除系统内部吸附的气体后，系统就能达到所需的真空度。【数据与结果】4. 数据记录表见讲义5. 数据处理：1）外推法求Q。2）求Ti（T2即室温）。3）求TiT2之间的平均导热系数。Q