Schritte in der Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit

In der Physik , Wärmeleitfähigkeit, ausgedrückt in der Physik als \\ "k \\" bestimmt die Fähigkeit des Materials , um die Wärme durch seine Masse weiterzugeben. Wärmeleitfähigkeit zeigt die Wärmemenge \\ "Q \\ " durch eine Dicke \\ übertragen "L \\" in einer Richtung senkrecht zu einer Oberfläche des Gebiets \\ " A \\ " aufgrund eines Temperaturgradienten \\ "? T \\" im stationären Zustand , und wenn die Wärmeübertragung ist nur abhängig von dem Temperaturgradienten . Seien Sie sicher, Ihre Maße in den Standardeinheitenfür die Bestimmung Wärmeleitfähigkeit. Flash- Methode

Um festzustellen, Wärmeleitfähigkeit, Temperaturleitfähigkeit und Wärmekapazität , einen hochintensiven Kurzzeit- Blitzlampe und einem thermisch isolierten Probe wenige Millimeter dick, mit Kampfer schwarz beschichtet. Richten Sie den Lichtpuls auf die Probe . Messung der Temperaturgeschichte der Rückseite mit einem Thermoelement . Nehmen Sie Ihre Maßnahme mit einem Oszilloskop und Kamera. Bestimmung der Temperaturleitfähigkeit durch die Form der Temperaturkurve über der Zeit an der hinteren Oberfläche , die Wärmekapazität durch die von dem Thermoelement und der thermischen Leitfähigkeit durch das Produkt der Multiplikation der Wärmekapazität , der Temperaturleitfähigkeit und der Dichte angegebene maximale Temperatur.

Mathematische Methode

Obwohl die \\ "k \\ " des jeweiligen Materials kann der Wärmeleitfähigkeit Tabelle gefunden werden, kann dies Koeffizienten unter Verwendung der Formel berechnet werden: k = Q * L /[A (T ?)]
Daten Sammlung

Sie brauchen, um die Wärme im stationären Zustand \\ übertragen wissen "Q , \\ " die Dicke des Materials \\ "L; \\ " die Querschnittsfläche der Oberfläche \\ " A; \\ " und die Temperaturdifferenz \\ "? T \\ " dass durch die letzte ( Außentemperatur ) und erste (innere) Temperaturen gefunden werden. Konvertieren Sie Ihre Einheiten in dem Problem auf den gleichen Standard erforderlich.
Beispiel Problem

Finden Sie die Wärmeleitfähigkeit eines Aluminium- Pfanne, die einen flachen Boden in einem Radius 10 cm hat und eine Dicke von 0,4 cm. Wärme wird kontinuierlich in kochendes Wasser in der Pfanne durch den Boden mit einer Rate von 800 W übertragen . Die innere Oberflächentemperatur der Pfannenboden ist 105 Grad C und die Temperatur der Außenfläche der Boden der Pfanne ist 105.43 ° C
Berechnung

konvertieren cm in m : 10 cm = 0,1 m
0.4cm = 0,004 M

Finden Sie einen Bereich der Oberfläche der Pfanne \\ " A \\ " durch Multiplikation der Zahl 3,14 (pi) durch den Radius Platz in der zweiten Potenz .

A = 3,14 * 0,1 ² = 0.0314m ²

Subtrahieren Sie die Außentemperatur von der Innentemperatur . Achten Sie darauf , dass beide in Celsius.
? T = 0,43 = 105,43 bis 105 ° C

Berechnen Sie den Wert der Wärmeleitfähigkeit \\ "k \\ " unter Verwendung der Taschenrechner und die Formel unten :

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

Dies wird Ihre Antwort in Watt /Meter * Grad Celsius.