本實驗裝置為什麼僅限於測定非金屬材料的導熱係數

2021-09-05 10:39:05 字數 1822 閱讀 5408

1樓:樓蘭希澤

導熱係數測定的實驗體會與收穫通過測定良導體(銅、空氣)、不良導體(橡膠)的導熱係數實驗,我們組的各同學都明白了要用1、測良導體、不良導體的導熱係數的方法是穩態法2、導熱係數的物理意義是什麼?3、測λ要滿足什麼條件,怎樣保證這些條件?4、測量冷卻速率時,為什麼要在穩態溫度θ2附近取值?

一、 測良導體、不良導體的導熱係數的方法是穩態法 測量導熱係數我們組用的是穩態法,在穩態法中,先利用熱源對樣品加熱,樣品內部的溫差使熱量從高溫向低溫處傳導,樣品內部各點的溫度將隨加熱快慢和傳熱快慢的影響而變動;適當控制實驗條件和實驗引數可使加熱和傳熱的過程達到平衡狀態,則待測樣品內部可能形成穩定的溫度分佈,根據這一溫度分佈就可以計算出導熱係數。而在動態法中,最終在樣品內部所形成的溫度分佈是隨時間變化的,如呈週期性的變化,變化的週期和幅度亦受實驗條件和加熱快慢的影響,與導熱係數的大小有關。 本實驗應用穩態法測量良導體(銅、空氣)、不良導體(橡皮樣品)的導熱係數,學習用物體散熱速率求傳導速率的實驗方法。

二、 導熱係數的物理意義: 導熱係數是表徵物質熱傳導性質的物理量。導熱係數是指在穩定傳熱條件下,1m厚的材料,兩側表面的溫差為1度(k,°c),在1秒內,通過1平方米麵積傳遞的熱量,用λ表示,單位為瓦/(米·度),w/(m ·k)(w/m · k,此處的k可用℃代替。

導熱係數與材料的組成結構、密度、含水率、溫度等因素有關。材料結構的變化與所含雜質的不同對材料導熱係數數值都有明顯的影響,因此材料的導熱係數常常需要由實驗去具體測定。 三、 測λ要滿足什麼條件,怎樣保證這些條件?

(1)測θ1、θ2 系統要處於穩定態,即這兩個溫度在10分鐘內保持不變,並且θ1大於θ2。θ1 人為控制在3.47——3.

53mv (2)測量散熱板在θ2 附近的冷卻速率。 四、 測冷卻速率時,為什麼要在穩態溫度θ2附近選值? (1)當散熱板處在不同溫度時,它的散熱速率不同,與本體溫度、環境溫度有關。

(2)在實驗中,當系統處於穩態時,通過待測樣品的傳熱與散熱盤向側面和下面的散熱率相同,所以測冷卻速率要在穩態溫度θ2附近。 總之,通過這次實驗,我們收穫很大。不僅掌握了與導熱係數有關的許多熱學知識,而且由於熱學實驗升溫、降溫不好控制,培養了我們嚴謹的科學態度、細緻的觀察能力、團結合作的意識。

最後衷心感謝老師的耐心指導!

2樓:闕睿才榮映

本實驗裝置為什麼僅限於測定非金屬材料的導熱係數是因為本裝置就是為測定非金屬材料的導熱係數製造的。

為什麼非金屬材料導熱係數隨溫度升高而增加

3樓:上海艾荔艾金屬材料****

各種物質的導熱係數相差很大,其根本原因在於不同的物質其導熱回機理存在著差異。一般而言

答,金屬的導熱係數最大,非金屬和液體次之,氣體的導熱係數最小。導熱係數越大,說明其導熱效能越好。由圖中可以看出,各類物質導熱係數的一般大小順序。

現行國家標準(gb 4272—92)規定,平均溫度在350℃以下時導熱係數低於0.12時,這種材料稱為保溫材料。

同一種物質的導熱係數也會因其狀態的不同而改變,因而導熱係數是物質溫度和壓力的函式。由於物質溫度和壓力的高低直接反映物質分子的密集程度和熱運動的強弱程度,直接影響著分子的碰撞、晶格的振動和電子的漂移,故物質的導熱係數與溫度和壓力密切相關。見下表。

※非金屬材料的導熱機理:非金屬物質多屬於多孔性材料,其內部孔隙部分充滿著空氣。其導熱機理一般是通過材料的實體和孔隙空氣兩部分熱量傳遞綜合作用的結果,如果空隙大到一定程度,也會存在對流換熱換熱和輻射換熱方式。

多孔性材料導熱係數的影響因素:多孔材料溼度越大,λ也越大。建築材料,尤其是保溫材料要防潮;多孔材料密度越小即孔隙中空氣量越多,材料導熱係數越小。

但密度也不能過小,否則由於對流換熱強度的增大,材料導熱係數反而增加。

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