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不良导体热导系数的测定 实验报告4+ 原始数据： 游标卡尺的测量数据： 　 1 2 3 DA (mm) 208.90 209.44 209.20 hA (mm) 179.50 179.52 179.50 DB (mm) 99.40 99.60 99.38 hB (mm) 189.44 189.52 189.50 基础数据： m铜 (g) 1151.5 T1 (mV) 2.61 T2 (mV) 1.95 找到平衡位置后的T2 (mV)： 2.37 2.34 2.30 2.27 2.24 2.21 2.18 2.14 2.11 2.09 2.06 2.04 2.01 1.99 1.97 1.94 1.92 1.89 1.87 1.85 1.83 1.81 1.79 1.77 1.75 1.73 1.71 1.69 上表中，红色的六个数据代表平衡位置时高于T2的取样数据，蓝色代表低于T2的取样数据。 注：⑴实验操作台为10号 ⑵A圆盘的比热容为： 已知公式： 平均值计算公式： A类不确定度计算公式： B类不确定度公式： 不确定度公式： 不良导体热导系数计算公式： 数据处理： ⒈A盘散热效率的拟和： 由T2平衡位置附近的12个数据，制表得： 线性回归后，得到解析式。 因此，得到散热效率。 ⒉各项实验测量数据的不确定度计算： 　 平均 UA tpUA 最大允差 UB U DA (mm) 209.18 0.156205 0.1780737 0.05 0.0288684 0.1803985 hA (mm) 179.51 0.0070711 0.008061 0.05 0.0288684 0.0299727 DB (mm) 99.46 0.0702377 0.080071 0.05 0.0288684 0.0851161 hB (mm) 189.49 0.0241523 0.0275336 0.05 0.0288684 0.0398934 由原始数据，带入已知公式，易得下表： 注：⑴本实验测量数据服从学生分布，差表得A类不确定度修正因子 ⑵实验仪器为游表卡尺，仪器最大允差为 ⑶游表卡尺B类不确定度修正值为 ⑷忽略实验者的估读误差 ⒊不确定度传递公式的推导： 由热导系数计算公式： 两边取对数、求导、合并同类项后，得： 把微分符号变成不确定度符号、逐项平方、移项后，最终得到不确定度传递公式： ⒋热导系数的计算和最终不确定度计算： 由“2”中各项数据的平均值，带入公式： 得到热导系数： 由“3”中得到的不确定度传递公式，带入“2”中各项数据的平均值和不确定度，最终得到热导系数不确定度： 综上，得到最终实验结果热导系数： 试验总结： 本实验的误差主要在于，在实验过程中假设了热量的传递速度等于A盘的散热速率，通过测量散热速度来计算导热速率，但在测量散热速率的时候由于试验人员走动和说话产生了空气流动，使得散热速率大于热传导速率，从而导致试验结果的误差。另外，实验中如果各圆盘之间接互不紧密也容易产生较大的误差。 本实验的难点在于寻找平衡温度，这是一个漫长过程，不停的计算时间和变化值。实验的操作并不复杂，而且有助教老师的耐心辅导，使得我的实验得以顺利的完成。 思考题： 傅立叶定律中是不容易测量的，本实验如何巧妙的避开了这一难题？ 答：在本实验的设计理论中，近似认为待测样品圆盘的传热速率与铜盘A向周围环境散热的速率相等，通过测量铜盘A的散热速率来间接测量待测样品圆盘的传热速率，同时又考虑到物体的散热速率正比于该物体的表面积，从而通过公式来计算待测样品圆盘的传热速率。