物理仿真實(shí)驗(yàn)2

物理仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告電氣79楊逸柳07041256實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介：導(dǎo)熱系數(shù)（又稱導(dǎo)熱率）是反映材料熱性能的重要物理量。熱傳導(dǎo)是熱交換的三種（熱傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射）基本形式之一，是工程熱物理、材料科學(xué)、固體物理及能源、環(huán)保等各個(gè)研究領(lǐng)域的課題。材料的導(dǎo)熱機(jī)理在很大程度上取決于它的微觀結(jié)構(gòu)，熱量的傳遞依靠原子、分子圍繞平衡位置的振動(dòng)以及自由電子的遷移。在金屬中電子流起支配作用，在絕緣體和大部分半導(dǎo)體中則以晶格振動(dòng)起主導(dǎo)作用。因此，某種材料的導(dǎo)熱系數(shù)不僅與構(gòu)成材料的物質(zhì)種類密切相關(guān)，而且還與它的微觀結(jié)構(gòu)、溫度、壓力及雜質(zhì)含量相聯(lián)系。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程設(shè)計(jì)中，所用材料的導(dǎo)熱系數(shù)都需要用實(shí)驗(yàn)的方法精確測(cè)定。本實(shí)驗(yàn)的目的是了解熱傳導(dǎo)現(xiàn)象的物理過(guò)程，學(xué)習(xí)用穩(wěn)態(tài)平板法測(cè)量不良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)并用作圖法求冷卻速率。實(shí)驗(yàn)原理：1882年法國(guó)科學(xué)家傅里葉（J.Fourier）建立了熱傳導(dǎo)理論，目前各種測(cè)量導(dǎo)熱系數(shù)的方法都是建立在傅里葉熱傳導(dǎo)定律的基礎(chǔ)之上的。測(cè)量的方法可以分為兩大類：穩(wěn)態(tài)法和瞬態(tài)法，本實(shí)驗(yàn)采用的是穩(wěn)態(tài)平板法測(cè)量不良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)。當(dāng)物體內(nèi)部有溫度梯度存在時(shí)，就有熱量從高溫處傳遞到低溫處，這種現(xiàn)象臂稱為熱傳導(dǎo)，傅里葉指出，在dt時(shí)間內(nèi)通過(guò)ds面積的熱量dQ，正比于物體內(nèi)的溫度梯度，其比例系數(shù)時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)，即：設(shè)樣品為一平板，則維持上下平面由穩(wěn)定的T1和T2（側(cè)面近似絕熱）,即穩(wěn)態(tài)時(shí)通過(guò)樣品的傳熱速率為在實(shí)驗(yàn)中，要降低側(cè)面散熱的影響，就需要減小h。因?yàn)榇郎y(cè)平板上下平面的溫度T1和T2是用傳熱筒C的底部和散熱銅盤A的溫度來(lái)代表，所以就必須保證樣品與圓筒C的底部和銅盤A的上表面密切接觸。實(shí)驗(yàn)時(shí)，在穩(wěn)定導(dǎo)熱的條件下（T1和T2值恒定不變），可以認(rèn)為通過(guò)待測(cè)樣品盤B的傳熱率與銅盤A向周圍環(huán)境散熱的速率相等。考慮到物體的散熱速率與它的散熱面積成比例，所以有1.了解熱傳播現(xiàn)象的物理過(guò)程2.學(xué)習(xí)用穩(wěn)態(tài)平板法測(cè)量不良導(dǎo)體的導(dǎo)熱系數(shù)3.學(xué)習(xí)用逐差法求解冷卻速度及其誤差實(shí)驗(yàn)結(jié)果：游標(biāo)卡尺的誤差：0.004cm銅盤直徑的測(cè)量值：12.900cm樣品直徑的測(cè)量值：12.684cm銅盤的厚度:0.900cm樣品的厚度：0.718cm銅盤的質(zhì)量：967g得到的第一組數(shù)據(jù)：得到的第二組數(shù)據(jù)：使用matlab編寫程序如下x=0:30:390;y=[2.983,2.942,2.902,2.862,2.824,2.786,2.748,2.711,2.676,2.641,2.607,2.574,2.541,2.508];plot(x,y,'k.','markersize',25);p3=polyfit(x,y,3)t=0:30:420;s=polyval(p3,t);holdonplot(t,s,'k--','linewidth',2)xlabel('μ??1￡¨mV)')ylabel('ê±??￡¨t)')grid得到的結(jié)果如圖所示：p3=-0.00000.0000-0.00142.9831所以擬合之后的函數(shù)為y=-0.00