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[!--downpath--]《大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)（II）》課程實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄
大學(xué)：化學(xué)大學(xué)專業(yè)：光電信息科學(xué)與工程年級(jí)：15
實(shí)驗(yàn)人姓名（學(xué)號(hào)）：李法翰（
V］白天［］
日期：2016年12月20日禮拜二下午［］晚上［
溫度：24r相對(duì)溫度：46%實(shí)驗(yàn)B2不良導(dǎo)體熱傳導(dǎo)率的檢測(cè)（準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法）
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?span style="display:none">tn7物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
（1）了解準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法檢測(cè)導(dǎo)熱系數(shù)和比熱的原理.
（2）學(xué)習(xí)熱電偶檢測(cè)體溫的原理和使用方式.
（3）用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法檢測(cè)不良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱.
［原理概述］
熱傳導(dǎo)是熱傳遞三種基本形式之一。導(dǎo)熱系數(shù)定義為單位氣溫梯度下每單位時(shí)間內(nèi)由單位面積傳遞的熱量，單位為W/（m?K）。它表征物體導(dǎo)熱能力的大小。
比熱是單位質(zhì)量物質(zhì)的潛熱量。單位質(zhì)量的某種物質(zhì)哈工大物理實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)，在氣溫下降（或減少）1度
時(shí)所吸收（或放出）的熱量，稱作這些物質(zhì)的比熱，單位為J/（kgK）。
檢測(cè)導(dǎo)熱系數(shù)和比熱一般都用穩(wěn)態(tài)法，使用穩(wěn)態(tài)法要求水溫和熱流量均要穩(wěn)定，但在實(shí)際操作中要實(shí)現(xiàn)這樣的條件比較困難，因此會(huì)造成檢測(cè)的重復(fù)性、穩(wěn)定性、一致性較差，偏差也較大。為了克服穩(wěn)態(tài)法檢測(cè)的那些弊病哈工大物理實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)，本實(shí)驗(yàn)使用了一種新的檢測(cè)方式――準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法，使用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法只要求溫差恒定和溫升速度恒定，而毋須通過長(zhǎng)時(shí)間的加熱達(dá)到穩(wěn)態(tài)，就可以通過簡(jiǎn)單的估算得到導(dǎo)熱系數(shù)和比熱。
1.準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法檢測(cè)原理
考慮如圖1所示的一維無限大導(dǎo)熱模型：一無限大不良導(dǎo)體平板長(zhǎng)度為2R，初始溫
度為to,如今平板一側(cè)同時(shí)施加均勻的指向中心面的熱流密度qc,則平板各處的氣溫t（x,）
將隨加熱時(shí)間.而變化
以試樣中心為座標(biāo)原點(diǎn)，上述模型的物理描述可抒發(fā)如下:
r)r)
-----=c----:—
drdx2
_坐d?巧_0
Adx
r(jc?0)—ZQ
(1)
式中a-牡:c,一為材料的導(dǎo)熱系數(shù)，為材料的密度,
ES1理想中的無限大不良導(dǎo)體平槻*c為材料的比熱。
可以給出此等式的解為:
r)=
「十丄宀叫琴￡0匚込竺z
2R6托fn2R
考察t（x,）的解析式（2）可以看見，隨加熱時(shí)間的降低，樣品各處的氣溫將發(fā)生變化，但是我們注意到式中的級(jí)數(shù)求和項(xiàng)因?yàn)橹笖?shù)衰減的緣由，會(huì)隨加熱時(shí)間的降低而逐
漸變小，直到所占份額可以忽視不計(jì)。
定量剖析表明，當(dāng)耳"打之后，上述級(jí)數(shù)求和項(xiàng)可以忽視。這時(shí)式（2）可簡(jiǎn)寫成:
IX
.r3R
R2R~~6
這時(shí)，在試件中心處有x=0,因此有:
r(x.r)=+——-—
R6在試件加熱面處有x二R,因此有:
azR
----|----
R3
^>0.5由式（4）和（5）可見，當(dāng)加熱時(shí)間滿足條件
(4)時(shí)，在試件中心面和加熱面處溫
度和加熱時(shí)間成線性關(guān)系，溫升速度都因此值是一個(gè)和材料導(dǎo)熱性能和實(shí)驗(yàn)條件有
關(guān)的常數(shù)，此時(shí)加熱面和中心面間的氣溫差為：
Az=i(R.r)-『(