天津理工大学：《大学物理实验》课程教学资源（讲义）准稳态法测量比热和导热系数实验

准稳态法测量比热和导热系数天津理工大学实验中心

准稳态法测量比热和导热系数 天津理工大学实验中心

热传递三种方式传导对流ConductionConvection辐射Radiation生活中：烧水炒菜，供暖系统，微波炉

热传递三种方式 生活中：烧水炒菜，供暖系统，微波炉

什么是导热系数和比热？导热系数：单位温度梯度下每单位时间内由单位面积传递的热量比热：单位质量物质的热容量。不同物质的导热系数金属：2.3~417.6w/m.k建筑材料：0.16~2.2w/m.k液体：0.093~0.7w/m.k气体：0.0058~0.58w/m.k导热系数和比热测量方法：·稳态法准稳态法（1）温差恒定(2）温升速率恒定

导热系数和比热测量方法： • 稳态法 • 准稳态法 （1）温差恒定 （2）温升速率恒定 什么是导热系数和比热？ 导热系数：单位温度梯度下每单位时间内由单位面积传递的热量。 比热：单位质量物质的热容量。 不同物质的导热系数 金属：2.3~417.6w/m.k 建筑材料：0.16~2.2w/m.k 液体：0.093~0.7w/m.k 气体：0.0058~0.58w/m.k

实验原理ot(x,t)a't(x,t)qe0qeax?atOt(R,t)Qt(0,t)xqc=0元Oxaxqeat(x,0) = toa=a/pc图3理想中的无限大不良导体平板an元?at>0.52Rg(-1)l1Ran元qc1R2R2t(x,t)=txcosx.eZ>3hR6元2RRTSIRTatqct(x,t)=tx=0中心处6元RRx21t(x,t)=t2R6ARatq.加热面处x=Rt(x,t)=t3元R

实验原理 R R x qc qc qc qc 图3理想中的无限大不良导体平板      = =   =     =   0 2 2 ( ,0) 0 ( , ) (0, ) ( , ) ( , ) t x t x q t x t R x t x a t x c       cos ) 2 ( 1) 2 6 1 ( , ) ( 2 2 2 1 2 1 2 2 0        R an n n c x e R n n R R x R R q a t x t  − = +   − = + + − + 0.5 2  R a       = + + − 2 6 ( , ) 2 0 R R x R q a t x t c          = + − 6 ( , ) 0 R R q a t x t c    x = 0 中心处       = + + 3 ( , ) 0 R R q a t x t c    x = R 加热面处 a =  /  c

实验原理aqe温升速率：AR准稳态1q.R温度差：At=t(RT)-t(O,)2大0.09×0.09Fm为边缘修正后的加热面积A9.RV入二（w/m）热流密度qe12Fr2△t(k)0.04qeC=由比热定义和能量dtdtATPR(k/s）温升速率守恒关系得到60x0.04dtdt

实验原理 R aqc     q R t t R t c 2 1  = ( , ) − (0, ) = 准稳态 温升速率： 温度差： t qcR  = 2    d dt R q c c = 由比热定义和能量 守恒关系得到 ( / ) 60 0.04 dt V k s d  =  温升速率 2 2 (w/m ) 2 c V q Fr = 热流密度 0.09 0.09 2 A F m  = 为边缘修正后的加热面积 ( ) 0.04 k V t t  =