大学物理实验报告课程名称:大学物理实验实验名称:金属导热系数得测量学院名称:机电工程学院专业班级:车辆工程 1 51班 学生姓名:吴倩萍学号:59 02415 0 34 实验地点:基础实验大楼D 103 实验时间:第一周周三下午 15:45 开始 一、实验目得:用稳态法测定金属良导热体得导热系数,并与理论值进行比较
二、实验仪器:TC—3型导热系数测定仪、杜瓦瓶、游标卡尺
三、实验原理:1 882 年法国数学、物理学家傅里叶给出了一个热传导得基本公式——傅里叶导热方程
该方程表明,取两个垂直于热传导方向、彼此间相距为 h、温度分别为 T1、T2得平行平面(设 T1〉T2),若平面面积均为 S,在∆t 时间内通过面积 S 得热量∆Q满足下述表达式:(8-2),式中为热流量,λ 为该物质得热导率(又称作导热系数)
λ 在数值上等于相距单位长度得两平面得温度相差 1 个单位时,单位时间内通过单位面积得热量,其单位就是 W/(m·K)
本实验仪器如图所示
在支架 D 上先放置散热盘 P,在散热盘 P 得上面放上待测样品 B,再把带发热器得圆铜盘 A 放在 B 上,发热器通电后,热量从A盘传到 B 盘,再传到 P 盘,在样品 B 上、下分别有一小孔,可用热电偶测出其温度 T1与 T2
由式(8-1)可以知道,单位时间通过待测样品 B任一圆截面得热流量为2(8—2),式中R B为样品半径,h B为样品上、下小孔之间得距离,当热传导达到稳定状态时,T 1与 T 2得值不变,于就是通过 B 盘上表面得热流量与由铜盘 P 向周围散热得速率相等,因此,可通过铜盘P在稳定温度 T3时得散热速率来求出热流量
实验中,在读得稳定时得T 1、T2与 T 3后,即可将 B 盘移去,而使 A 盘得底面与铜盘P直接接触
当铜盘 P 得温度上升到高于稳定时得值 T3若干摄氏度后,再将圆盘A移开,让铜盘P自然冷