不同材质的杯子其导热速率与热阻的关系
一． 实验背景
生活中存在着许多导热现象，研究发现他们的影响因素，查看教材中归纳的规律是否正确。
为了探究传热规律，我们做了一个小小的探究实验。 二． 实验目的
1. 了解生活中的常见传热现象。 2. 了解传热现象存在的规律。 3. 提高自己的实践和探究能力 三．实验原理
不同材质的杯子倒入相同温度的水其散热情况不同，我们可以根据经过相同时间后内外壁温度大小来测定其传热速率的大小，由此来判断热阻大小影响散热速率之间的关系。 四． 实验前准备 1. 仪器
烧杯（玻璃材质）、可乐罐（钢）、塑料杯、陶瓷杯、纸杯、100℃量程温度计两支、游标卡尺一把、100ml量筒一个，直尺一把，测液面高度纸 2、溶液 热水一壶 五． 实验步骤
1. 收集寝室与食堂等周边环境所能触及的不同材质杯子
2. 向实验室以及金工实习老师借取相应所需测量工具
3. 用量筒准确称取100ml的热水，倒入玻璃烧杯中，经过一定时间后，散热稳定，用两支温度计分别测出内壁温度最高时的温度，同时读出外壁温度，重复三次。
4. 重复以上实验步骤，对另外四种材质的杯子进行测定（注意：热水温度相同，散热时间大致相同）
5. 完成以上步骤后用测液面高度纸和直尺分别测出残留在每个水杯中水的高度，并记录。
6. 最后用游标卡尺测出杯子的壁厚，及内外径，并记录。 7. 归还仪器。 六． 数据记录及处理 杯种 塑料杯 可乐罐（钢） 玻璃杯 纸杯 瓷杯 60.1 50.1 31.4 0.10 64.7 64.5 57.1 40.5 32.8 1.60 70.4 67.2 58．5 51.8 41.3 41.5 32.2 39．8 0.36 1.92 60.8 60.1 60.08 56.26 内壁温度t1/℃ 59.3 外壁温度t2/℃ 41.0 液面高度/mm 壁厚/mm 外径d1/mm 内径d2/mm
36.7 1.50 65.9 62.9 各种材料的导热系数表： 材质 钢 玻璃 塑料 纸 瓷 λ/ W/m·K 36~54 1.09 0.42 0.06~0.13 1.05 数据处理 钢：λ取45 W/m·K
2?L?(t1?t2)Q?r2lnr1
2?3.14?0.0314?45?(60.1?50.1)?64.7 ln64.5=28661.8W
0.0001R'???2.222?10^?6 m2. ℃/W
?45
玻璃：λ取1.09 W/m·K
b2?L?(t1?t2)Q?r2lnr1?
2?3.14?0.0328?1.09?(57.1?40.5)
70.4ln67.2 =80.12W
0.0015R'???1.376?10^?3 m2. ℃/W
?1.09塑料：λ取0.42 W/m·K
b2?L?(t1?t2)Q?r2lnr1?
2?3.14?0.0367?0.42?(59.3?41.0)
65.9ln62.9=38.02W
0.0015R'???3.571?10^?3 m2. ℃/W
?0.42
纸：λ取0.1W/m·K
b2?L?(t1?t2)Q?r2lnr1
2?3.14?0.0322?0.1?(58.9?41.3)? 60.8ln60.08=29.88W
0.00036R'???3.6?10^?3 m2. ℃/W
?0.1
瓷：λ取1.05 W/m·K
b2?L?(t1?t2)Q?r2lnr1?
2?3.14?0.0398?1.05?(51.8?41.5)
60.1ln56.26=40.94W
0.00192R'???1.829?10^?3 m2. ℃/W
?1.05杯种 塑料杯 可乐罐玻璃杯 纸杯 （钢） Q/W 38.02 28661.8 80.12 29.88 40.94 ×1.82910^-3 ×瓷杯 b热阻R/m2. ℃3.571×2.222×1.376×3.6/W 10^-3 10^-6 10^-3 10^-3
七．结果分析：
R大小：钢<玻璃<瓷<塑料<纸 Q大小：纸<塑料<瓷<玻璃<钢
根据以上实验结果得出不同材质的杯子传热速率Q随着热阻R的增大而减小。（只是我们这个实验得出的结果） 温馨提示：
我们在生活中应注意盛放热水的钢铁杯的安全问题，因为它很容易会
不同材质的杯子其导热速率与热阻的关系
