发布时间 : 星期六 文章准稳态法测导热系数和比热更新完毕开始阅读2510d1879b8fcc22bcd126fff705cc1755275fce
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用万用表检查两只热电偶冷端和热端的电阻值大小，一般在3～6欧姆内，如果偏差大于1欧姆，则可能是热电偶有问题，遇到此情况应请指导教师帮助解决。
旋松螺杆旋钮，轻轻拔出左、右两横梁（横梁下装有热电偶，小心！不能弄坏，且横梁的左右位置不能搞错），取出样品架。戴好手套(手套自备)，以尽量保证四个实验样品初始温度保持一致。将冷却好的“有机玻璃样品”放进样品架中，并按原样安装好，然后旋动螺杆旋钮以压紧样品。在保温杯中加入自来水，水的容量约在保温杯容量的3/5为宜。根据实验要求连接好各部分连线（其中包括主机与样品架放大盒，放大盒与横梁，放大盒与保温杯，横梁与保温杯之间的连线）。
2. 设定加热电压
检查各部分接线是否有误，同时确认后面板上的“加热控制”开关已经关上。 ⑴ 打开主机电源，预热仪器10分钟左右。
⑵ 按下“电压切换” 按钮，切换到“加热电压”档位，旋转“加热电压调节”旋钮到所需要的电压。（参考加热电压：约18V）
3. 测定样品“加热面与中心面”间的温度差和“中心面”的升温速率
⑴ 弹出“电压切换” 按钮，切换到“热电势”档位；弹出“热电势切换” 按钮，切换到“温差”档位。
⑵ 等待！！让显示的“温差热电势”的绝对值小于0.004mV（如果实验要求精度不高，此条件可以放宽到 0.010左右，但不能太大，以免降低实验的准确性）。
⑶ 保证上述⑵的条件后，打开主机背面的“加热控制”开关，并开始记录数据。记数据时，每隔1分钟分别记录一次“加热面与中心面之间的温差热电势”和“中心面热电势”。一次实验时间应在25分钟之内完成，一般在16分钟左右为宜）。
技巧：读数时，要来回“按下”或“弹出”“热电势切换”按钮，以读到温差热电势值Vt和中心面热电势V。实验时，可先读Vt，过半分钟后读V，再过半分钟读Vt……这样能保证Vt读数的间
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隔是1分钟，V读数的间隔也是1分钟。
⑷ 根据数据，计算“加热面与中心面”间的温度差?t和“中心面”的升温速率4. 由式（B2－6）和式（B2－8）计算有机玻璃的导热系数?和比热容c。 五、数据处理： 万用电表的使用： 根据原始数据计算得： 不确定度
侧交流电压有效值：6.9921*0.3%+200*0.0001=0.0410 测交流信号的频率：17.28*0.1%+3*0.01=0.05
二端法测电阻：（10.9987-0.00014)*0.01%+5*0.0001=0.0016 电容：0.962*2.0%+5*0.001=0.024 完整测量结果
侧交流电压有效值：(6.9921±0.0410)V 测交流信号的频率：(17.28±0.05)kHz 二端法测电阻：(10.9987±0.0016)kΩ 电容：(0.962±0.024)μF 测有机玻璃的导热系数和比热： 制得U2(t1tc)~τ,U1(t2t1)~τ曲线如下：
?t ??U2(t1tc)~τ曲线U2(t2t1)(mV)0.60.40.20051015202530τ（min) * *
U2(t2t1)~τ曲线0.250.20.150.10.050-0.050U2(t2t1)(mV)51015202530τ(min) 1.经观察，加热面与中心面之间的温差热电势Vt在第10分钟到第25分钟较稳定。选这时间段内的数据为对象，计算平均值可得：U1(t2t1)?0.2053。
2.经观察，中心面上每分钟上升的热电势?V在第10分钟到第25分钟时间段较稳定。选这时间段内的数据为对象，计算平均值可得：?U2(t1tc)?0.0223。
将U1(t2t1)和?U2(t1tc)换算为“加热面与中心面”之间的温度差?t和“中心面”的升温速率
?t ??温度差?t?U1(t2t1)?t?U2(t1tc) .13(k), 升温速率 (k/s) ?5??0.00929?τ60*0.040.043样品厚度R?0.010m,有机玻璃密度?=1196kg/m，两并联加热器的加热电压V =(V束)/2=17.5002V，F初始+V结?0.09m?0.09m为加热面积，r=110.66Ω为每个加热器的电阻。
2热流密度qc?V?170.84(w/m2)
2Fr导热系数??比热c?qcR?0.333（W/(m·K)） ?tqc?1537.598（J /(kg·℃)） dt?Rd?不确定度： 对去qc： ?U=0.221454 V
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?r=0.25504 Ω
?qc=qc √(((?lnqc)/?U)^2 〖?U〗^2+((?lnqc)/?r)^2 〖?r〗^2 )=4.2961 对λ：
?(?t)=0.003266℃
?λ=λ√((?lnλ/(?qc ))^2 〖?qc〗^2+(?lnλ/??t)^2 〖?(?t)〗^2 )=0.0040733 W/m·K 对c： ?a=t0.95 (23)Sa
Sa=Sb√((∑xi^2 )/n)=b√((r^(-2)-1)/(n-2)) √((∑xi^2 )/n)=3.4822×10^(-4) 所以 ?a=t_0.95 (23) Sa=7.2778×10^(-4)
Δc=c√((?lnc/(?qc ))^2 〖?qc〗^2+(?lnλ/?a)^2 〖?a〗^2 )=68.3034 J/kg·K
如果考虑薄膜加热器的热容、边缘绝热条件没满足等，热流密度按电功率的85%来修正，则热流密度、导热系数与比热变为：
2热流密度qc?aV?145.21(w/m2)
2Fr导热系数??比热c?qcR?0.283（W/(m·K)） ?tqc?1306.958（J /(kg·℃)） dt?Rd?不确定度： ?qc=3.651685
?λ=λ√((?lnλ/(?qc ))^2 〖?qc〗^2+(?lnλ/??t)^2 〖?(?t)〗^2 )=0.003462 W/m·K Δc=c√((?lnc/(?qc ))^2 〖?qc〗^2+(?lnλ/?a)^2 〖?a〗^2 )=58.057839 J/kg·K 六、讨论：
1、本实验记录的两组电势数据因需要改变开关位置而无法在同一时刻测量，可选择在不同时间分别