发布时间 : 星期三 文章生物系统传输过程实验指导书 - 图文更新完毕开始阅读6a97032bfad6195f312ba69c
附录1 铜——康铜热电偶分度表
热电势（mV） 温0 1 2 3 4 5 度℃ -0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0.000 0.000 0.391 0.789 1.196 1.611 2.035 2.467 2.908 3.357 3.813 6 7 8 9 -10 -0.383 -0.421 -0.458 -0.496 -0.534 -0.571 -0.608 -0.646 -0.683 -0.720 -0.039 -0.077 -0.116 -0.154 -0.193 -0.231 -0.269 -0.307 -0.345 0.039 0.078 0.117 0.156 0.195 0.234 0.430 0.470 0.510 0.549 0.589 0.629 0.830 0.870 0.911 0.951 0.992 1.032 1.237 1.279 1.320 1.361 1.403 1.444 1.653 1.695 1.738 1.780 1.882 1.865 2.078 2.121 2.164 2.207 2.250 2.294 2.511 2.555 2.599 2.643 2.687 2.731 2.953 2.997 3.042 3.087 3．131 3.176 3.402 3.447 3.493 3.538 3.584 3.630 3.859 3.906 3.952 3.998 4.044 4.091 4.324 4.371 4.418 4.465 4.512 4.559 4.796 4.844 4.891 4.939 4.987 5.035 0.273 0.312 0.351 0.669 0.709 0.749 1.073 1.114 1.155 1.486 1.528 1.569 1.907 1.950 1.992 2.337 2.380 2.424 2.775 2.819 2.864 3.221 3.266 2.312 3.676 3.721 3.767 4.137 4.184 4.231 4.607 4.654 4.701 5.083 5.131 5.179 100 4.277 110 4.749 附录2 不同材料的密度和导热系数（仅供参考） (20℃) 导热系数 W/(m.k) 材料名称 导热系数 密度 温度 (℃) W/(m.k) 纯铝 236 铝合金 107 纯铜 398 金 315 硬铝 146 橡皮 0.13-0.23 电木 0.23 木丝纤维板 0.048 软木板 0.044-0.079
（kg/m3 ） 2700 2610 8930 19300 2800 1100 1270 245 -100 243 86 421 331 0 236 102 401 318 100 240 123 393 313 200 238 148 389 310 20
附录3 实验举例（数据仅供参考）
例：实验时室温25℃,热电偶冷端温度0℃。待测样品：硅橡胶。 实验步骤：
1、用游标卡尺和天平测量样品、下铜板的几何尺寸和质量等必要的物理量，多次测量、然后取平均值。其中铜板的比热容c=3.805×102./Kg ℃-1 1.1 散热盘（下铜板）厚度hP(多次测量取平均值)： 表1 散热盘厚度（不同位置测量）
hP/mm 6.99 6.98 7.02 7．04 7.00 7．03 所以散热盘的厚度：hP＝7.01mm；
1.2 散热盘（下铜板）半径RP(多次测量取平均值)： 表2 散热盘直径（不同角度测量）
DP/mm 130.01 130.03 129.96 130.02 129.98 所以散热盘的半径：RP＝65.00mm； 1.3 散热盘（下铜板）质量m m=824g=0.824kg；
1.4 硅橡胶样品厚度hB（多次测量取平均值）: 表3 硅橡胶样品厚度（不同位置测量） hB/130.01 mm 8.08 8.05 8.02 8.03 8.05 8.06 所以硅橡胶样品的厚度：hB＝8.05mm；
1.5硅橡胶样品半径RB（多次测量取平均值）: 表4 硅橡胶样品直径（不同角度测量） DB/mm 127.02 126.96 127.00 127.05 126.98 126.99 所以硅橡胶样品半径：RB＝63.50mm；
2、在上铜板和下铜板中放入硅橡胶，调节支撑下铜板的3个固定调节旋钮，使相互接触良好，注意不要过紧或太松。
3、把测量上铜板温度的热电偶的信号端与仪器面板的I信号输入相连，热电偶的热端插在上铜板的小孔中（确保孔中有导热硅脂使导热良好），冷端插在装有冰水混合物的保温瓶中；把测量下铜板温度的热电偶的信号端与仪器面板的II信号输入相连，热电偶的热端和冷端分别放在下铜板和保温瓶中。
4、温度控制器温度设定在100℃（或其他合适的温度值），开关切换到自动控制。
5、20～40分钟后(时间长短随被测材料、测量温度及环境温度等有所不同)，待VT1读数稳定后（波动小于0.01mV），每隔2分钟读取温度示值见下表5，直到VT2读数也相对稳定（10分钟内波动小于0.01mV）：
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表5： VT1（mV） 4.21 4.21 4.21 4.21 VT2（mV） 3.09 3.10 3.12 3.13 4.21 3.14 4.21 4.21 3.14 3.14 4.21 4.21 3.14 3.14 4.21 3.14 由于热电偶冷端温度为0℃，对一定材料的热电偶而言,当温度变化范围不太大时，其温差电动势（mV）与待测温度（℃）的比值为一常数。故可知稳定时，上、下铜板稳态温度T1和T2对应的电动势为VT1=4.21 mV和VT2=3.14 mV。
6、测量下铜盘在稳态值T2附近的散热速率。具体步骤是：先移去样品，调节上铜板的位置，与下铜板对齐，并良好接触，对下铜板加热。当下铜盘温度比T2高出10℃（对应热电势高出0.39mV）左右时，移开上铜板，让下铜盘所有表面均暴露于空气中，使下铜板自然冷却。每隔30s记录的温度示值见下表6。 表6： t(s) 0 30 3.30 60 3.26 90 3.22 120 3.18 150 3.14 180 3.10 210 3.07 240 3.02 VT2（mV） 3.34 mchB2 7、计算硅橡胶的导热系数： ? R B (V1?V2)
????2hP?RP???V?2RP?2hP??tT?T20.824?3.805?102?0.805?10?22?0.701?10?2?6.5?10?2（3.18?3.10）?10?3????22?3?2?2180?1203.14?（6.35?10）(4.21?3.14)?1026.50?10?0.701?10
????=0.01851?0.5486?1.333?10 =0.135W?m-1℃-1 8、误差分析：
根据以上公式，可得到不确定度的计算公式为：
????hB???RB???V1???V2???hP???RP???(?V)???(?t)???????????2?????????????? ??????????????hB??RB??V1??V2??hP??RP???V???t?22222222因为测量直径和厚度的不确定度为0.01mm，所以△hB、△RB、△hP、△RP
均为0.01mm。数字表的读数不确定度为0.01mV，所以△V1、△V2、△V（△V）均为0.01mV。计时秒表的分辨率为0.01S，不确定度为±0.01S，所以△t为0.02S。由此可计算出λ的不确定度为：
???0.01??0.01??0.01??0.01??0.01??0.01??0.01??0.02?????2?????????????????????8.0563.54.213.147.01653.18?3.10180?120????????????????22222222
=0.125
故：??=? ?
????0.135×0.125=0.017W?m-1?℃-1
因此：?±??=(0.135±0.017) W?m1?℃-1
从有效数字位数知，其不确定度主要来源于冷却速率这一项，可外接电位差计测量热电偶的热电势以提高测量精度，减小不确定度。 22
六、实验报告：
整理实验过程中所观察到的数据，做成实验报告并分析实验结果。