1、PB07204003程心一大物二级 第十七组热导系数的测量实验数据及初步处理铜盘铜盘A的质量为:1139.1g123平均值标准差直径(cm)13.200 13.200 13.196 13.1987 0.0019 厚度(cm)1.016 1.014 1.016 1.0153 0.0009 样品123平均值标准差直径(cm)13.000 12.990 13.050 13.0133 0.0262 厚度(cm)0.814 0.820 0.816 0.8167 0.0025下面对测量值分别求其不确定度对于A类不确定度:(P=0.68)对于B类不确定度: 由可得:由合成不确定度的公式:得: (P=0.68
2、)通电时的实验数据当ABC三个盘依次放在一起的时候,记录下稳定的T1=3.39mVT2=2.42mVA盘自然冷却,每隔30s不间断的记录下T2值。取在2.93mv前后的各6个数据,记录如下:高于T2(mV)1234562.632.582.542.52.462.41低于T2(mV)1234562.372.342.312.282.232.20.260.240.230.220.230.21用逐差法处理数据:将上面十二个数据分成两组等间距 =由上表,知=0.2367 (mV)代入公式可求得导热系数为:用线性回归法进行线性拟合将数据输入Origin,并线性拟合有:上述线性拟合的斜率的绝对值0.00129
3、即为冷却速率dT/dt代入公式可求得导热系数为:下面来求热导系数不确定度:代入数据得:综上,实验结果的完整表达式为: (P=0.68) (P=0.95)实验误差分析对于热学实验,由于其不同于其它实验的特点,很容易出现不小的误差。就该实验,出现误差的主要因素如下:实验的样品理论上为侧面近似绝热的平板。而这几乎是不可能的。由于实验样品就是一个普通的橡胶盘,不可能做到薄到可以忽略侧面的散热,所以,侧面损失的热量是产生误差的一个很主要但又不可避免的原因。实验原理假设样品的上下表面有稳定的温度,而这也很难做到。热量的散发是很快的,很短的时间内温度就会有所变化,并且稳定的T1不易判断,因为它一直是在一定的
4、范围内波动。这一点在我做的实验中尤为突出,因为我所用的仪器较老旧,当加温档在110V时,T1,T2会持续上升,使结果无法测量,老师提供了一个较好的方法,就是不断地调节加温档,将T1控制在一个确定的,较小的范围,然后记录T2的变化,当经过一段时间(10min左右),T2的变化也会很小,这样就可以大致说明已达传热稳态,如果控制得好,这样做达到稳态的时间会比常规的等待传热到稳态要快。实验要求三个盘接触良好。而实际操作中,由于支撑A盘的三个小圆柱有两个不能调动,所以使得盘不是处于水平状态,并且盘与盘之间的接触也不是很紧密。于是,用A盘与C盘的温度来代表B盘的上下表面的温度就会有很大的误差。在让A盘自然冷却的过程中,我们近似把其冷却速率看作匀速,而实际情况并非是这样的。由于受实验室的温度、空气流动速度等等各种因素的影响,其冷却是不均匀的。如此就会出现误差。综上,由于热学实验的难以控制性,实验出现误差是很正常的。归根结底,其误差一般都是出在热量的散失和分布不均匀上。要想提高实验精度,就需要在实验仪器上有所改进,并且实验者的操作速度也要快。此外,实验环境也会影响实验的准确性,所以,要严格控制实验环境,使其的温度、湿度、空气流通情况很好地符合实验的要求。