B2用准稳态法测介质的导热系数和比热OKVIP专享

补2 用准稳态法测介质的导热系数和比热 热传导是热传递三种基本方式之一。导热系数定义为单位温度梯度下每单位时间内由单位面积传递的热量，单位为W / (m· K)。它表征物体导热能力的大小。 比热是单位质量物质的热容量。单位质量的某种物质，在温度升高（或降低）1度时所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热,单位为J/（kg·K）。 测量导热系数和比热通常都用稳态法，使用稳态法要求温度和热流量均要稳定，但在实际操作中要实现这样的条件比较困难，因而会导致测量的重复性、稳定性、一致性较差，误差也较大。为了克服稳态法测量的这些弊端，本实验使用了一种新的测量方法——准稳态法，使用准稳态法只要求温差恒定和温升速率恒定，而不必通过长时间的加热达到稳态，就可以通过简单的计算得到导热系数和比热。 【实验目的】 1. 了解准稳态法测量导热系数和比热的原理； 2. 学习热电偶测量温度的原理和使用方法； 3. 用准稳态法测量不良导体的导热系数和比热。 【实验仪器】 1. ZKY-BRDR型准稳态法比热、导热系数测定仪 2. 实验装置一个，实验样品两套（橡胶和有机玻璃，每套四块），加热板两块，热电偶两只，导线若干，保温杯一个 【实验原理】 1. 准稳态法测量原理 考虑如图 B2－１所示的一维无限大导热模型：一无限大不良导体平板厚度为R2，初始温度为0t ，现在平板两侧同时施加均匀的指向中心面的热流密度cq ，则平板各处的温度),(xt将随加热时间 而变化。 以试样中心为坐标原点，上述模型的数学描述可表达如下： 022)0,(0),0(),(),(),(txtxtqxRtxxtaxtc 式中ca /， 为材料的导热系数， 为材料的密度，c为材料的比热。 可以给出此方程的解为（参见附录）： )cos)1(2621(),(222121220RannncexRnnRRxRRaqtxt （B2－１） 考察),(xt的解析式（B2－１）可以看到，随加热时间的增加，样品各处的温度将发生变化，而且我们注意到式中的级数求和项由于指数衰减的原因，会随加热时间的增加而逐渐变小，直至所占份额可以忽略不计。 定量分析表明，当5.02 Ra以后，上述级数求和项可以忽略。这时式（B2－１）可简写成： R R x qc qc qc qc 图 B2－1 理想的无限大不良导体平板 62),(20RRxRaqtxtc （B2－２） 这时，在试件中心处（0x）有： ...