Stappen in het bepalen van thermische geleidbaarheid

In de natuurkunde , thermische geleidbaarheid , uitgedrukt in de natuurkunde als \\ " k , \\ " bepaalt het vermogen van het materiaal om de warmte doorheen de massa . Thermische geleidbaarheid geeft de hoeveelheid warmte \\ " Q \\ " doorgelaten door een dikte \\ ' L , \\ " in een richting loodrecht op een oppervlak van het gebied \\ " A \\ " door een temperatuurgradiënt \\ " ? T , \\ " onder stabiele omstandigheden en wanneer de warmteoverdracht alleen afhankelijk van de temperatuurgradiënt . Zorg ervoor dat uw metingen zijn in de standaard eenheden voor het bepalen van de thermische geleidbaarheid . Flash Methode

Om thermische geleidbaarheid , thermische diffusie en warmtecapaciteit bepalen , neem een ​​hoge intensiteit van korte duur flitslamp en een thermisch geïsoleerde monster een paar millimeter dik , bekleed met kamfer zwart. Richt de lichtpuls met het model . Meet de temperatuur geschiedenis van het achterste oppervlak met behulp van een thermokoppel . Neem uw maatregel met een oscilloscoop en camera . Bepaal de thermische diffusie door de vorm van de temperatuur versus tijd curve aan het achtervlak , de warmtecapaciteit van de maximale aangegeven door het thermokoppel en de thermische geleidbaarheid van het product van de warmtecapaciteit , de thermische diffusie en de dichtheid vermenigvuldigen temperatuur .

rekenmethode

Hoewel de \\ " k \\ " van het specifieke materiaal kan worden gevonden in de thermische geleidbaarheid tafel kan deze coëfficiënt worden berekend met behulp van de formule : k = Q * L /[ A ( T ? ) ]
gegevens collectie

U moet de onder stabiele toestand \\ overgedragen warmte weten "Q; \\ " de materiaaldikte \\ ' L; \\ " de oppervlakte van de dwarsdoorsnede van het oppervlak \\ " A; \\ " en het temperatuurverschil \\ "? T \\ " die kan worden gevonden door de laatste ( buiten) temperatuur en voorletter ( innerlijke ) temperaturen. Zet alle je eenheden vereist in het probleem op hetzelfde niveau .
Voorbeeld Probleem

Zoek de thermische geleidbaarheid van een aluminium pan met een platte bodem op een 10cm radius heeft en een dikte van 0,4 cm . Warmte wordt voortdurend overgedragen aan kokend water in de pan via de bodem een snelheid van 800W . Het binnenoppervlak temperatuur van de panbodem is 105 ° C en de temperatuur van het buitenoppervlak van de bodem van de pan 105,43 ° C.
Berekening

converteren cm in meters : 10cm = 0.1m
0.4cm = 0,004 m

zoeken een gebied van het oppervlak van de pan \\ " A \\ " door het aantal 3.14 ( pi ) door straal kwadraat te vermenigvuldigen met de tweede macht .

A = 3,14 * 0,1 ² = 0.0314m ²

Trek de buitentemperatuur van de binnentemperatuur . Zorg ervoor dat zowel in Celsius.
? T = 105,43-105 = 0,43 ° C

Bereken de waarde van de thermische geleidbaarheid \\ " k \\ " met behulp van de rekenmachine en de formule hieronder : ?

k = Q * L /A * T = 800 * 0.004/0.0314 * 0,43 = 237 W /m * ° C

Dit zal uw antwoord in Watt /meter * graden Celsius .