良导热体铜、铝热导率的测量 热导率的动态测量在国际上已很普遍,方法也有多种。本实验采用热波法。其特点是当 热量在样品中转播时,样品各点的温度不像稳态法那样保持恒定。只要给定适当的边界条件, 就可以使得样品上的各点温度均可随时间作简谐变化,利用这种变化可计算出样品的热导 率。 【实验目的】 1.了解动态法的特点和其优越性 2.认识热波,加强对波动理论的理解 3.掌握一种测量热导率的方法 【实验原理】 令热量沿一维传播,故将样品制成棒状,周边隔热,取一小段样品讨论如图1所示。 Q+dq X+dX 根据热转导定律,单位时间内流过任一垂直于转播方向面积A的热量,即热流为 Q-K4 (1) dx 其中K为待测材料的热导率, 工是温度对坐标X的剃度。 dx 将(1)式两边对坐标取微分有 d№=-K4 434 根据能量守恒定律,任一时刻棒元的热平衡方程为 dT CpAdx=do=-KA d'T dt 434 (2) 其中C,P分别为材料的比热容和密度,于是可得热流方程为 D4T dT dt dr2 (3) 其中D=K ,称为热扩张系数。 Cp (3)式的解可把各点的温度随时间的变化表示出来,具体形式取决于边界条件。 若令热端的温度按简谐变化,即 T=To+T sin @t (4)良导热体铜、铝热导率的测量 热导率的动态测量在国际上已很普遍,方法也有多种。本实验采用热波法。其特点是当 热量在样品中转播时,样品各点的温度不像稳态法那样保持恒定。只要给定适当的边界条件, 就可以使得样品上的各点温度均可随时间作简谐变化,利用这种变化可计算出样品的热导 率。 【实验目的】 1. 了解动态法的特点和其优越性 2. 认识热波,加强对波动理论的理解 3. 掌握一种测量热导率的方法 【实验原理】 令热量沿一维传播,故将样品制成棒状,周边隔热,取一小段样品讨论如图 1 所示。 根据热转导定律,单位时间内流过任一垂直于转播方向面积 A 的热量,即热流为 (1) dT Q KA dx 其中 K 为待测材料的热导率, dT dx 是温度对坐标 X 的剃度。 将(1)式两边对坐标取微分有 2 2 d T dQ KA dx dx 根据能量守恒定律,任一时刻棒元的热平衡方程为 2 2 (2) dT d T C Adx dQ KA dx dt dx 其中 C,ρ分别为材料的比热容和密度,于是可得热流方程为 2 2 (3) dT d T D dt dx 其中 K D C ,称为热扩张系数。 (3)式的解可把各点的温度随时间的变化表示出来,具体形式取决于边界条件。 若令热端的温度按简谐变化,即 0 sin (4) TTT t m