不良导体的导热系数

1、热导系数的测量学号：PB07210137姓名：咎涛实验名称：热导系数的测量实验目的：了解热传导现象的物理过程，学习用稳态平板法测量不良导体的热传导系数并用作图法求冷却速率实验原理：1,导热系数当物体内存在温度梯度时，热量从高温流向低温，谓之热传导或传热，传热速率正比于 温度梯度以及垂直于温度梯度的面积，比例系数为热导系数或导热率：dQdT x=一九dS（1）dtdx2.不良导体导热系数的测量厚度为h、截面面积为S的平板形样品（橡胶板）夹在加热圆盘和黄铜盘之间。热量由加热盘传入。加热盘和黄铜盘上各有一小孔， 热电偶可插入孔内测量温度， 两面高低温度恒 定为T1和T2时，传热速率为(2)dQT1 -T2 dth由于传热速率很难测量，但当 T1和T2稳定时，传入橡胶板的热量应等于它向周围的散 热量。 这时移去橡胶板，使加热盘与铜盘直接接触，将铜盘加热到高于T2约10度，然后再移去加热盘，让黄铜盘全表面自由放热。每隔30秒记录铜盘的温度，一直到其温度低于T2,据此求出铜盘在 T2附近的冷却速率 odt铜盘在稳态传热时，通过其下表面和侧面对外放热；而移去加热盘和橡胶板后是通过 上下表面以及侧面放

2、热。物体的散热速率应与它们的散热面积成正比，dQ 二R R 2h dQdt -R2R 2h dt式中dQ为盘自由散热速率。而对于温度均匀的物体，有dt(4)(5)dQdTmcdidt这样，就有dQ二R R 2hdT二mc 一dt二 R2R 2hdt结合（2）式，可以求出导热系数m铜c铜hB Ra 2hA dT2 瑶(T1 -丁2)Ra hA dt实验内容:1,用卡尺测量A、B盘的厚度及直径（各测三次，计算平均值及误差）2 .按图连接好仪器3 .接通调压器电源，从零开始缓慢升压至Ti=3.23.4mV4,将电压调到125V左右加热，来回切换观察Ti和T2值，若十分钟基本不变（变化小于0.03）则认为达到稳态，记录下Ti T2值5,移走样品盘，直接加热 A盘，使之比T2高10C,（约0.4 mV）;调节变压器至零，再断 电，移走加热灯和传热筒，使A盘自然冷却，每隔30s记录其温度，选择最接近 T2的前后各6个数据，填入自拟表格数据记录及处理:测得数据如下:平均值标准差hA (mm)7.087.92 (舍)7.007.040.040hB (mm)7.807.687.667.710.043dA

3、 (mm)129.40129.74129.82129.650.129dB (mm)125.10125.80125.26125.390.212铜盘质量m铜=805,6g,铜盘比热C铜=0.370*J kg测量得到稳定时 T1T2对应的电压值如下:稳态下 V =3.55mV, V2 = 2.31mV最接近T2的T对应电压（mV）：i123456TMiVMi2.562.512.462.422.392.35Tmi Vmi2.282.252.232.202.172.14 Vi二VMi-Vmi0.280.260.230.220.220.211,逐差法：、m铜c铜hB(RA +2hA ) dV2m铜c铜hB(dA +4hA )儿 =22.2兀Rb(V1 -V2)(Ra+hA )dtndB(V1 -V2)(dA+2hA)At令 L=dA+4hA, L2=dA+2hA则2 m铜 c铜 hBL Av2.二dB(V1 -Vb)Lb t+20UhAhAJ +2222UV Ut：hA =7.04mm,=0.040mm, 仪=0.02mm,则二hA2 - 2 2B=0.042mmP=0.95hB =7.71mm,

4、仃hB = 0.043mm, 仪=0.02mm,则UhB21 2二 h : - b = 0.045mmP=0.95dA -129.65mm,dA= 0.129mm, 仪=0.02mm,则UdA21 2；dA - b = 0.13mmP=0.95dB =125.39mm,CdB= 0.212mm, 仪=0.02mm,则UdB21 . 2二 d 二b = 0.213mmB 2P=0.95温度对应电压变化量 N =0.237mV,标准差0V =0.011mV,则21 . 2P=0.95U v j/N 7 b =0.013mVt =180s, 估=1s,即 U =1s由以上数据计算得到：九=0.155W m，K,，U=0.011W mK，故JU =(0.155 0.011W m4 KP=0.952.图像法由图像得至I:2.6dV =0.00113mV/s dt|3.方程回归法斜率k二n t ti 2-0.0011dVdt= 0.0011mV/s,不确定度 UdV =2.7M10,mV/sdtP=0.68P=0.95则扩展不确定度U = 2*UdV =5.4 10号mV/sdt2m铜c铜hB (

5、dA+4hA ) dV八 则1 =20.152W m KMbMV2)(dA+2hA)dtjlhBhB20 UhAhA2+4UddBZbUddA、2dV0.006W mK= (0.155-0.011W mKP=0.95思考题:1 .试分析实验中产生误差的主要因素。1.1 时间的测量不精确，存在较大误差1.2 橡胶板部分热量由侧面散出，铜板散热量与橡胶板热量并不相等1.3 在测量直径时，由于圆盘直径不易准确测出，测量结果会产生较大误差。1.4 外部环境温度不恒定，铜板自然冷却时散热速率不与稳态下成正比 dQ ,2 .傅里叶定律 （传热速率）是不易测准的量。本实验如何巧妙地避开了这一难题？ dt答：本实验中利用了稳态下铜板散热量与待测板传热量相等这一条件，将测不良导体传热速率的问题转化为了测良导体散热速率的问题，而对于铜板这一良导体， 其质量与比热是可知的，故测热量的变化又可转化为测量铜板温度的变化，从而只需测量一些简单的量即可得出不良导体的传热速率。199条建筑设计知识1 .公共建筑通常以交通、使用、辅助三种空间组成2 .美国著名建筑师沙利文提出的名言形式由功能而来3 .密斯.凡.德.罗设

6、计的巴塞罗那博览会德国馆采用的是自由灵活的空间组 合开创了流动空间的新概念4 .美国纽约赖特设计的古根海姆美术馆的展厅空间布置采用形式是串联式5 .电影放映院不需采光6 .点式住宅可设天井或平面凹凸布置可增加外墙面，有利于每层户数较多时的 米光和通风7 .对结构形式有规定性的有大小和容量、物理环境、形状的规定性8 .功能与流线分析是现代建筑设计最常用的手段9 .垂直方向高的建筑需要考虑透视变形的矫正10 .橙色是暖色，而紫色含有蓝色的成分，所以偏冷；青色比黄色冷、红色比黄 色暖、蓝色比绿色冷11 .同样大小冷色调较暖色调给人的感觉要大12 .同样距离，暖色较冷色给人以靠近感13 .为保持室内空间稳定感，房间的低处宜采用低明度色彩14 .冷色调给人以幽雅宁静的气氛15 .色相、明度、彩度是色彩的三要素；三元色为红、黄、蓝16 .尺度的概念是建筑物整体或局部给人的视角印象大小和其实际大小的关系17 .美的比例，必然正确的体现材料的力学特征18 .不同文化形成独特的比例形式19 .西方古典建筑高度与开间的比例，愈高大愈狭长，愈低矮愈宽阔20 .稳定所涉及的要素是上与下之间的相对轻重关系的处理

7、21 .人眼观赏规律H1845局部、细部2H1827整体3H18整体及环境22 .黄金分隔比例为1: 1.61823 .通风屋面只能隔离太阳辐射不能保温，适宜于南方24 .总图布置要因地制宜，建筑物与周围环境之间关系紧凑，节约因地；适当处理个体与群体，空间与体形，绿化和小品的关系；合理解决采光、通风、朝向、交通与人流的组织25 .热水系统舒适稳定适用于居住建筑和托幼蒸汽系统加热快，适用于间歇采暖建筑如会堂、剧场26 .渐变具有韵律感27 .要使一座建筑显得富有活力，形式生动，在构图中应采用对比的手法对比的手法有轴线对比、体量对比、方向对比、虚实对比、色彩对比28 .要使柱子看起来显得细一些，可以采用暗色和冷色29 .巴西国会大厅在体型组合中采用了对比与协调的手法30 .展览建筑应使用穿套式的空间组合形式31 .室外空间的构成，主要依赖于建筑和建筑群体组合32 .在意大利威尼斯的圣马可广场的布局中，采用了强调了各种空间之间的对 比33 .当坡地坡度较缓时，应采用平行等高线布置34 .建筑的有效面积=建筑面积-结构面积35 .加大开窗面积的方法来解决采光和通风问题较易办到36 .中国古代木

8、结构大致可分为抬梁式、穿斗式和井干式三种37 .建筑构图原理的基本范畴有主从与重点、对比与呼应、均衡与稳定、节奏与 韵律和比例与尺度38 .建筑构图的基本规律是多样统一39 .超过8层的建筑中，电梯就成为主要的交通工具了40 .建筑的模数分为基本模数、扩大模数和分模数41 .建筑楼梯梯段的最大坡度不宜超过 38042 .住宅起居室、卧室、厨房应直接采光，窗地比为1/7,其他为1/1243 .住宅套内楼梯梯段的最小净宽两边墙的0.9M, 一边临空的0.75M住宅室内楼梯踏步宽不应小于 0.22M,踏步高度不应小大0.20M44 .住宅底层严禁布置火灾危险性甲乙类物质的商店，不应布置产生噪声的娱乐场所45 .地下室、贮藏室等房间的最低净高不应低于2.0米46 .室内坡道水平投影长度超过15米时，宜设休息平台47 .外墙内保温所占面积不计入使用面积烟道、风道、管道并不计入使用面积阳台面积不计入使用面积壁柜应计入使用面积48 .旋转楼梯两级的平面角度不大于10度，且每级离内侧扶手中心0.25处的踏 步宽度要大于0.22米49 .两个安全出口之间的净距不应小于 5米50 .楼梯正面门扇开足时宜保持0.6米平台净宽，侧墙门口距踏步不宜小于0.4 米，其门扇开足时不应减少梯段的净宽51 .加大开窗面积的方法来解决采光和通风问题较易办到52 .中国古代木结构大致可分为抬梁式、穿斗式和井干式三种53 .建筑构图原理的基本范畴有主从与重点、对比与呼应、均衡与稳定、节奏与 韵律和比例与尺度54 .建筑构图的基本规律是多样统一55 .超过8层的建筑中，电梯就成为主要的交通工具了56 .建筑的模数

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