文档介绍：实验 7 不良导体导热系数的测定?一、目的?掌握测定不良导体的导热系数?二、实验仪器?1、热系统: ?①支架②红外灯③传热筒④热电偶两支⑤交流调制器⑥黄铜板质⑦待测样品?2、测量显示仪?本仪器采用精度运放组成两路热电偶前置放大器,并对热电偶冷端进行了自动补尝,采用位高稳定性转换器实现对两路温度的测量系统,整个电路以单片机为控制中心,实现数据采集和识别键盘信息。?三、实验原理与装置?本仪器所依据的原理是 1982 年由法国数学、物理学家约瑟·傅立叶给出的,称热传导的基本公式,又称傅立叶导热方程式。该方程式指出,在物体内部,垂直于导热方向上,两个相距为 h,温度分别为θ1、θ2(要这里,为了与时间 t区分开,我们用θ来表示温度)的平行平面,若平面的面积为 A,在Δt秒内, 从一个平面传到另一个平面的热量ΔQ满足下述表示: 2 14D A1 ?? (2-11) ?式中, ΔQ/Δt为传热速率, λ定义为该物质的导热系数,奕称执导率。由此可知,热导率是一表征物质传导性能的物理量。其数值等于相距单位长度的二平行面,当温度相差一个单位时,在单位时间内通过单位面积的热量。其单位名称是瓦特每米开尔文,单位符号为 W/( m·K)。?该方法的实验装置如图所示,由上述热传导基本通过待测样品 B板的传热速率可写成: ??式中, λ为样品厚度,为样品圆板的半径, θ1为样品圆板上表面的温度, θ2为其下表面的温度, λ即为样品 B的热导率。 h At Q 21?????????BR 2 ?当传热到达稳定状态时, θ1和θ2温度稳定不变,通过 B板的传热率与黄铜盘 C向周围环境的散热速率完全相等。因此可通过黄铜盘 C在稳定温度θ2时的散热律来求出。实验时,当读得稳态时的θ1、θ2后,即可将样品 B板取走,让圆筒的底盘与下盘 C接触, 使盘 C温度上升到高于θ2若干度后,再让圆筒 A移去,让黄铜盘 C 作自然冷却,求出黄铜盘在θ2附近时的冷却速度: ??,则?(m 为黄铜的质量,c为黄铜的比热)就是黄铜 c在θ2时的散热速率。但由此求出的是黄铜 c的全部表面暴露在空气中的冷却速度,即散热表面积为,而实验中达到稳态传热时, c盘的上表面, 面积为,是被样品所覆盖的,考虑到物体的冷却速度与它的表面积成正比,校正后,本仪器在稳态时的传热速率为: ??( 2-13 ) ?式中, 、分别为黄铜盘 C的半径与厚度,代入( 2)式中得: ?( 2-14 ) ?式中, 、分别为样品如橡皮圆盘的半径与厚度。 t Q?? 21?????t Q 21?????/ t Q chRR??22 2? 2cR???? chRR hRRt mc t Q?????22 2 2 2???????? cR ch?????? 221122 2 ccR hR hRt mc??????????????? BR cR 3 ?2、热电偶测温?将两种不同材料的金属铜、铁组成闭合回路(如图所示),若两结点处温度不同,则回路中将有电流流动,这说明回路中将有电动势存在。电动势大小除与材料本身性质有关外,还与结点处的温差有关。这种现象称为热电势效应或温差电效应。热电偶就是据此原理设计制作的将温度转换为电动势的热电式