热导系数的测量实验报告

UniversityofScienceandTechnologyofChina96JinzhaiRoad,HefeiAnhui230026,ThePeoplsRepublicofChina热导系数的测量李方勇PB05210284 0510 第29组2号〔周五下午〕2023.11.07试验题目热导系数的测量试验目的了解传导现象的物理过程，学习用稳定平板法测量不良导体的导热系数并用作图法求冷却速率。试验仪器不良导体的导热系数的测定装置，散热铜盘，待测样品，杜瓦瓶。5－1不良导体的导热系数的测定装置试验原理导热系数温度梯度以及垂直于温度梯度的面积，比例系数为热导系数或导热率：dQdTdSdt

〔1〕不良导体导热系数的测量hS的平板形样品〔橡胶板〕夹在加热圆盘和黄铜盘之间。热量由加热盘传入。两面凹凸温度恒定为T1和T2时，传热速率为dQ TT1 2Sdt h

〔2〕由于传热速率很难测量，但当T1T2稳定时，传入橡胶板的热量应等于它向四周的散热量。dQ RR2hdQdt R2R2hdt

〔3〕dt式中dQ为盘自由散热速率。而对于温度均匀的物体，有dtdQ

mcdTdi dt 〔4〕dQ RR2h dTdtR2R2hmcdt

〔5〕mchR

dT

铜铜B A

〔6〕(TT)Rh dt试验内容

B 1 2 A A观看和生疏热传现象、过程及其规律。自拟数据表格，用卡尺测量铜盘A和样品B的厚度及直径。屡次测量求平均值及误差。生疏各仪器的使用方法，并连接好仪器。连通调压器电源，将电压打倒220V档〔注：本人使用的2号台仪器，等到T1上升到40mV110VT1T2T1和T2值。随后移去样品B，让散热A盘和传热筒直接接触，加热，使T20.4mV，断CA30sT2T26各数据。用逐差法求出铜盘A的冷却速率dT/dt，并由公式〔6〕求出样品的导热系数λ＝0.379用方程回归线法进展线性拟合，求解冷却速率dT/dt及其误差，将结果代入式6算样品的导热系数及其不确定度。试验数据见另上交的纸质原始数据数据处理及分析评定试验结果的不确定度平均值mean及A类不确定度UAOrigin处理而得u kB

仪0.683 C

，＝0.02mm，C 仪

10.683u u2A

u2,p0.68B5－1AB的规格123meanUAUBUhA(mm)7.006.986.966.980.0110.0120.016DA(mm)129.82129.82129.82129.8200.0120.012hB(mm)7.988.028.008.000.0110.0120.016DB(mm)129.62129.66129.60129.630.0170.0120.021m=806.5g求解冷却速率dT/dt及其误差5－2自然冷却速率Time(s)306090120150180T(mV)3.193.153.113.073.032.98Time(s)210240270300330360T(mV)2.942.902.862.822.772.72用逐差法求dT/dtttt(s)i6 i180180180180180180TTi6T (mV)i0.250.250.250.250.260.26t180sT0.253mVdT Tdtt

1.40710-3mVs1BLinearFitBLinearFitofData3_B3.23.13.0m2.92.82.72.6

0 50 100 150 200 250 300 350 400Time(s)图5－2 T-t图[2023-11-720:37“/Graph1“(2454046)]LinearRegressionforData3_B:Y=A+B*XParameter Value ErrorA 3.23769 0.00273B -0.00142 1.14776E-5R SD N P-0.99964 0.00465 12<0.0001dTdtB0.00142mVs1数字仪表读数，显示稳定，所以

dTudtdT

u A

1.110-5mVs1dtdt

10-3mVs1dT比较两种方法测得的dtdTdt相对误差较小，说明测得数据比较合理2．稳态时T2-T1=(3.67-2.96)mV=0.71mVm铜＝806.5g,C铜＝0.3709J/(gk)dT dt

10-3mVs1m c hR 2h

dT

铜铜B

A 1.971103Wm1K1(TT)R h dtB 1 2 A AmchR

2h

dTlnln

铜铜B A dtB 1 2 A Amc

dTln

lnhB

ln

R2hA

2lnRB

ln

RhA

lndt1 2uhhBBAAu u u u uuhhBBAA= +

R2h+2R

dTdtAABR2hAABA Au 2 u

R RhB A AA2 u 2 uAA

dTdt2 u 2

h

R2h+2R

dTdt

1W1,P0.68BAAB h RBAABB

2hA

R RhB A

dTdt1.9710.004103Wm1K1试验结果dT dt

10-3mVs11.9710.004103Wm1