物理實驗報告課程名稱:大學物理實驗實驗名稱:金屬導熱系數(shù)的測量學院：專業(yè)班級：學生姓名：學號：實驗地點：座位號：實驗時間:一、實驗?zāi)康?用穩(wěn)態(tài)法測定良導熱體的導熱系數(shù)，并與理論值進行比較二、實驗原理:設(shè)一粗細均勻的圓柱體橫截面積為S，高為h。經(jīng)加熱后，上端溫度為〈，下端溫度為T2，T>T；，熱量從上端流向下端。若加熱一段時間后，內(nèi)部各個截面處的溫度達到恒定，此時雖然各個截面的溫度不等，但相同的時間內(nèi)流過各截面的熱量必然相等（設(shè)側(cè)面無熱量散失），這時熱傳遞達到動態(tài)平衡，整個導體呈熱穩(wěn)定狀態(tài)。法國數(shù)學家，物理學家傅里葉給出了此狀態(tài)下的熱傳遞方程AQ來s=Ath率相等，因此，可通過銅盤P在穩(wěn)定溫度七時的散熱速率來求出熱流量竽.實驗中，在讀得穩(wěn)定時的T1、T2、T3后，即可將B盤移去，而使A盤的底面與銅盤P直接接觸.當銅盤P的溫度上升到高于穩(wěn)定時的值七若干攝氏度后，再將圓盤A移開，讓銅盤P自然冷卻觀察其溫度T隨時間t的變化情況，然AQ是噸時間內(nèi)流過導體截面的熱量，△Q&叫傳熱速率。比例系數(shù)人就是材料的導熱系數(shù)（熱導率）。在此式中，S、h和t、t2容易測得，關(guān)鍵是測量傳AQ熱速率石。2、用穩(wěn)態(tài)法間接測量傳熱速率如圖二所示，將待測樣品夾在加熱盤與散熱盤之間，且設(shè)熱傳導已達到穩(wěn)態(tài)。由前式可知，加熱盤的傳熱速率為AQ以s—以1兀d2二5斗_tAth4h4hd為樣品的直徑，h為樣品的厚度。2的值不變，于是通過B盤上表面的熱流量與由銅盤P向周圍散熱的速后由此求出銅盤在7\的冷卻速率空，而mc^L=絲(m為銅盤P的質(zhì)△AQ是噸時間內(nèi)流過導體截面的熱量，△Q&叫傳熱速率。比例系數(shù)人就是材料的導熱系數(shù)（熱導率）。在此式中，S、h和t、t2容易測得，關(guān)鍵是測量傳AQ熱速率石。2、用穩(wěn)態(tài)法間接測量傳熱速率如圖二所示，將待測樣品夾在加熱盤與散熱盤之間，且設(shè)熱傳導已達到穩(wěn)態(tài)。由前式可知，加熱盤的傳熱速率為AQ以s—以1兀d2二5斗_tAth4h4hd為樣品的直徑，h為樣品的厚度。2的值不變，于是通過B盤上表面的熱流量與由銅盤P向周圍散熱的速~StmC瓦(2nR2+2nRh)vpppy代入上式，得_AT(R+2h)-hB1入=mC反(2Rp+2hp)(71-T2)^嘛三、實驗儀器:導熱系數(shù)測定儀(TC—3)、杜瓦瓶四、實驗內(nèi)容和步驟:將金屬圓筒置于加熱盤A與散熱盤B之間，調(diào)節(jié)散熱盤P下方的三顆螺絲，使金屬圓筒與加熱盤A及散熱盤p緊密接觸。將熱電偶的接線接入導熱系數(shù)測定儀的傳感器1.2上待達到穩(wěn)態(tài)時，每隔2min記錄T1與司的值測量記錄散熱盤p的溫度孔AT測量散熱盤p在穩(wěn)態(tài)值丁2附近的散熱速率m：移開加熱盤a,先將兩側(cè)溫熱端取下，再將"的測溫熱端插入散熱盤p的側(cè)面小孔，取下金屬圓筒，并使加熱盤A與散熱盤直接接觸，當散熱盤p的溫度上升到高于穩(wěn)態(tài)丁3的值對應(yīng)的熱電勢約0.2mv時，再將加熱盤A移開，讓散熱盤p自然冷卻，每隔30s記錄此時％值。五、實驗數(shù)據(jù)與處理:銅材料的比熱C=0.09197cal/(g°C)1cal=4.1868J散熱盤P:m=803g;叫'=6.385cm;?=0.70頜。金屬圓筒B:Rb=1.95cm;hB=9cm。穩(wěn)態(tài)時T1與丁2的數(shù)據(jù):序次12345平均T1/mV2.372.382.382.382.382.38T2/mV2.182.182.182.182.182.18T】-T2=0?2mV散熱速率：=0?0019mV/sT3=2.10mV時間/s306090120150180210240T2/mV2.242.182.112.051.991.931.881.85通過Excel的擬合算得竺=0.0019mV/s,擬合程度R2=0.9852，結(jié)果較好將處理結(jié)果帶入入=mc?「％+2hp?hB,土反2Rp+2%T1-T2皆=1.6824X102(W/(m?K))現(xiàn)已知鋁的熱導率的理論值為2.0X102(W/(m?K))則￡=有標=15.88%A標由于實驗裝置接觸不夠緊密，散熱面積有所偏差等因素所造成實驗中所使用的鋁純度及雜質(zhì)未知在實驗過程中熱電偶兩端插入深淺的影響在計算能時，可能偏出了T3溫度的冷卻范圍。所得的最后一個數(shù)據(jù)最為明顯，偏差較大。若刪去最后一組數(shù)據(jù)，重新擬合圖像：

2.4y=-0.002x+2.2971R=0.99852.221.81.61.41.22.4y=-0.002x+2.2971R=0.99852.221.81.61.41.2050100150200250此時計算結(jié)果務(wù)為0.002mV/s.若將此數(shù)據(jù)帶入計算?？傻萌?1.7709XA-A''標=11.46%A標102(W/(m-K))。更為接近標準。此時的￡=七、思考題：A-A''標=11.46