Bi0.1的物体在空气中的冷却规律.doc
6页1、中国石油大学传热学实验报告实验日期: 2012-5-21 成绩: 教师: 班级: 石工09-10 学号: 09021452姓名: 任婷 同组者: 周霞实验一 Bi0.1的物体在空气中的冷却规律一、实验目的1验证Bi0.1的物体在无限大介质中冷却时,温度只随时间变化,与空间坐标无关。2测绘出铜柱在空气中冷却时的温降曲线并与理论计算结果比较。二、实验原理一个Bi0.1的物体,初始温度为t0,突然置于温度为常数的无限大介质中冷却,根据能量守恒定律,放出的热量应等于物体本身能量的减少,即: (1)式中:h 物体表面与介质间的放热系数(W/(m2) A 物体的表面积(m2) 冷却时间(分) 介质温度() c 物体比热(J/(kg)) 物体的材料密度(kg/m3) V 物体的体积(m3) t 对应于时刻的物体温度()(1)式积分可得: (2)(2)式是在假定物体冷却时,物体内部各点温度相同的情况下推倒出来的,它表明,物体的温度只随时间变化,与空间坐标无关。这中求解方法称为集总热容法。本实验通过测定铜柱在空气中冷却时温度随时间的变化,验证上述假设是正确的。做出铜柱的温降曲线并按(2)式计算结果做出温
2、降曲线,比较两者间的差别。三、实验设备1铜柱悬挂架 1个2铜柱 1个3UJ36型电位差计 1台4电热器(电炉) 1个 5烧杯 1个6冰瓶 1个7秒表 1只8切换开关 1个 9量具、工具 若干10镍铬-考铜热偶线 若干四、实验方法实验装置由铜柱,悬挂架和测量仪表组成。铜柱悬挂在支架上,以便放入烧杯中加热或放在空气中冷却。用热电偶测量温度。热电偶和铜柱示意图如下图1-1,1-2所示: 图1-1 热电偶示意图 图1-2 铜柱示意图实验时两人一组,自己焊接热电偶,连接测温线路。具体步骤如下:1测出铜柱的有关数据,包括直径、高度、质量等。比热可从教材中查出,密度由所测数据计算得到。2把热电偶焊接到铜柱上,并接好测温线路。为了交替测量柱中心和边缘点的温度,要求把中心点和边缘点的热点偶焊接到切换开关上。3把铜柱置于烧杯中,加热至水沸腾至五分钟后,测量铜柱初始温度t0和室温tf。4迅速将铜柱从水中提出,同时按下秒表计时,并把铜柱上端积水用棉纱吸干,关掉电热器(电炉),把烧杯移开。5按表2-1中要求的时间测量铜柱的温度(即测量热电势,然后查出温度),中心点和边缘点交错测量。测量时要保证所测电势与时间一一
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