不良导体热导率的测定.ppt
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1、稳态法测量不良导体的 热导率,北方民族大学物理实验中心,Fundamental physics experiment,热导率(又称导热系数)是反映材料热传导性能的重要物理量。某种材料的热导率不仅与材料的物质种类密切相关,而且还与它的微观结构、温度、压力及杂质含量相联系。在科学实验和工程设计中,所用材料的热导率都需要用实验的方法精确测定。,内 容,实验目的,掌握用稳态法测量不良导体(橡皮样品)的热导率; 掌握用作图的方法求冷却速率; 学习温度传感器的应用方法;,实验仪器,导热系数测定仪 游标卡尺 电子天平 钢板尺 秒表,不良导体导热系数测定仪,数字电压表,铜-康铜热电偶,一 热传导遵循的基本规律
2、傅立叶定律:,传热速率Q/t 与该平面所在处的温度梯度成正比,与平面面积S 成正比。,热传导,注:该公式稳态法测量样品热导率的原理公式,实验原理,二 稳态法测不良导体的热导率:,原理公式:,稳态:经一段时间后,如果在样品的传热方向各截面的传热速率Q/t相同,那么样品内部将形成一个稳定的温度分布状态。稳态时样品上下温度将各自停留在某个温度。传热速率Q/t 和温度梯度(dT/dt)是一个确定的值。,关键是使样品内部形成稳定的传热状态。,实验原理,找稳态?,接通电源,打开主机底部小风扇,形成稳定的散热环境,将加热盘温度设定为80后开始加热,加热20分钟后,然后5分钟记录一组样品上下表面温度,若在10
3、分钟内,样品上下表面温度不变,则样品达到稳态,记录(T1,T2)。,实验原理,散热盘P的冷却曲线图,达到稳态后,将样品取下,让加热盘 与散热盘 直接接触,给散热盘加热。当散热盘的温度比2高出若干度后,移走加热盘。散热盘向周围散热,在散热盘散热的过程中,每秒记录一次散热盘温度,测得散热盘温度随时间变化的一组数据,利用该数据组绘制冷却曲线。,三 测量散热盘的散热速率,实验原理,所有面参与散热的散热盘P的散热速率与其冷却速率的关系为:,部分面参与散热的散热盘P的散热速率与其冷却速率的 关系为:,不良导体 的热导率为:,实验原理,实验内容及步骤,(1) 取下固定螺丝,将橡皮样品放在加热盘与散热盘中间,
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- 不良导体 热导率 测定
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