对杜瓦瓶内放置一定的冰水混合物和常温下的自来水对硅橡胶热导率影响的探究(得分5).doc.doc

对杜瓦瓶内放置一定的冰水混合物和常温下的自来水对硅橡胶热导率影响的探究(得分5).doc对杜瓦瓶内放置一定的冰水混合物和常温下的自来水对硅橡胶热导率影响的探究实验者:„„同组实验者:^^„„指导教师:竺江峰(班级学号,联系号;„„)【摘要】:本实验采用稳态法测量固体热导率,通过使用TC—3型固体导热系数测定仪来测量硅橡胶的热导率,分别测出杜瓦瓶内放置冰水混合物和常温下自来水的硅橡胶的热导率,进行比较,从而探究是否对硅橡胶的热导率产生影响。【关键词】:固体导热系数测定仪冰水混合物常温下自来水一、引言:本实验采用稳态法测量固体导热系数。在测量时,先用热源对测试样品进行加热,并等样品内部形成稳定的温度分布后再进行测量,进而得出数据分析比较。二、设计原理:根据傅里叶方程式,在物体内部,取两个垂直于热传导方向、彼此间相距为h、温度分别为T和T(设T>T)的平行平面,若平面面积均为ΔS,则在Δt时间内通过面积ΔS的热量ΔQ1212满足表达式:,TT,Q2TT12,Q,12,,,,RSC,,,,,,thCth,(a)式中κ即为该物质的热导率,也称导热系数。Rc为样品的半径,hc为样品的厚度。当热传导达到稳定状态时,T和T的值不变,于是通过样品盘C上表面的热流量与由散热铜盘B12向周围环境散热的速率相等,因此,可通过铜盘B在稳定温度T时的散热速率来求出热流2,Q,t量。,T,Q,T,mcT,TBT,T22,t,t,t铜盘B在T的冷却速率,而稳态时铜盘B散热速率,但要2,TT,T2,t注意:这样求出的是紫铜盘的全部表面暴露于空气中的冷却速率,其散热表面积22,R,2,RhBBB为(其中R与h分别为紫铜盘B的半径与厚度)。然而,在观察测试样品BB2R,BC的稳态传热时,B盘的上表面(面积为)是被样品覆盖着的。考虑到物体的冷却速率与它的表面积成正比,则稳态时铜盘B散热速率的表达式应作如下修正:2πR,2πRh,,,Q,TBBB,mc,BTT,22,t,t,,2πR,2πRhBBB(b)将式(b)代入式(a),得hR2h,,,T,CBB,mc,,,BT,T22,,22(),tR,hT,T,RBB12C(c)实验主要仪器及用具:TC—3型固体导热系数测定仪、TW—1型物理天平、游标卡尺、冰水混合物、自来水和硅油等。1三、设计方案:,各测1次。,各测1次,计算B盘的质量,也可直接用天平称出B盘的质量。,用三个螺旋头E夹紧(拧去固定轴H不用)。,将两热电偶I的冷端(两条黑线)插入杜瓦瓶中,热电偶的热端(两条红线)分别插入加热盘A和散热盘B侧面的小孔中,并将其温差电动势输出的插头分别插到仪器面板的传感器插座I和I上,如图13-2所示。。接通电源,打开电扇开关K(使散热盘有效、稳12B定地散热),将“温度控制PID”仪表上设置加温的上限温度(100:C),加热器开关K打到高热(?)档,当传感器I的温度T约为4mV左右时,再将加热开关K1AAI置于“?”或“?”档,降低加热电压。使加热盘A和散热盘B逐步达到稳定的温度分布(约需40分钟时间)。当达到稳态时,每隔3分钟记录V和V的值。T1T2,