1、由于外部实验条件相同,故可设a=b,则: (6)当b为黑体时,b1,(6)式可写成: (7)三、实验装置实验装置简图如图2所示:图 2、实验装置简图1、调压器 2、测温转换开关 3、数显温度计 4、接线柱 5、导轨 6、热源 7、传导体 8、受体 9、导轨支架 10、热源电压表 11、接线柱 12、测温接线柱(红为+) 13、电源开关热源腔体具有一个测温热电偶,传导腔体有二个热电偶,受体有一个热电偶,它们都可过琴键转换开关来切换。四、实验方法和步骤本实验仪器用比较法测定物体的黑度,具体方法是通过对三组加热器电压的调整(热源一组,传导体二组),使热源和传导体的测量点恒定在同一温度上,然后分别将“
2、待测”(受体为待测物体,具有原来的表面状态)和“假想黑体”(受体仍为待测物体,但表面薰黑)两种状态的受体在恒温条件下,测出受到辐射后的温度,就可按公式计算出待测物体的黑度。具体步骤如下:1、热源腔体和受体腔体(使用具有原来表面状态的物体作为受体)靠紧传导体。2、用导线将仪器上的测温接线柱12与电位差计(用户自备)上的“未知”接线柱“+”“-”极连接好。按电位差计使用方法进行调零、校准并选好量程(1)。3、接通电源,调整热源、传导左、传导右的调温旋钮,使其相应的电压表指针调至红点位置。受热约40分钟左右,通过测温转换开关测试热源、传导左、传导右的温度,并根据测得的温度微调相应的电压旋钮,使三点温
3、度尽量一致。4、系统进入恒温后(各测温点基本接近,且在五分钟内各点温度波动小于3),开始测试受体温度,当受体温度五分钟内的变化小于3时,记下一组数据。“待测”受体实验结束。5、取下受体,将受体冷却后,用松脂(带有松脂的松木)或蜡烛将受体薰黑,然后对此“假想黑体”重复以上实验,测得第二组数据。将两组数据代入公式即可得出待测物体的黑度受。五、注意事项1、热源及传导体的温度不宜超过200。2、每次做原始状态实验时,建议用汽油或酒精将待测物体表面擦净,否则,试验结果将有较大出入。六、试验所用计算公式根据(6)式,本实验所用计算公式为: (8) 受:待测物体(受体)的黑度;受:“受体”与环境的温差;0:
4、“假想黑体”与环境的温差;T源:受体为“相对黑体”时热源的绝对温度;T0:“相对黑体”的绝对温度;:受体为被测物体时的热源绝对温度;T受:“待测”物体的绝对温度;七、实验数据记录和处理(举例) 1实验数据序号热源传导体1传导体2受体(紫铜光面)备注N0mv12315.96615.96415.96923415.96715.96315.96815.9604.5914.5884.59474室温为25平均 234+25=25974+25=99受体(紫铜薰黑)16.11316.11516.11023616.11416.11716.10716.11116.1168.7298.7278.737110236+
5、25=261110+25=1352实验结果由实验数据得: T受=74K T0=110K T0=135+273408K T受=99+273372K T源=261+273534K T/源=259+273532K 将以上数据代入(8)式得:受体紫铜(原来表面状态)的黑度受为0.58。附录 镍铬-铜镍(鏮铜)热电偶(E型)温度-微伏对照表V温度45678959118176235194354413472532105916517117708308909501010107111312011921252131313731434149515561617167817403018011862192419862047
6、210921712233229523574024202482254526072670273327952858292129845030483111317432383301336534293492355636206036583749381338773942400640714136420042657043304395446045264591465647224788485349198049855051511751835249531553825448551455819056485714578158485915598260496117618462511006319638664546522659066586
7、725679468626930699870667135720372727341740974787547761612076587754782378927962803181018170824083091308379844985198589865987298799886989409010140908191519222929293639434950595769647971815097899860993110003100741014510217102881036010432160105031057510647107191079110863109351100711080111521701122411297
8、1136511412115141158711660117331180511878180119511202412097121701224312317123901246312537126101901268412757128311290412978130521312613199132731334720013421134951356913644137181379213866139411401514090210141641423914313143881446314537146121468714762148372201491214987150621513715212152871536215438155131558823015664157391581515890159661604116117161931626916344240164201649616572166481672416800168761695217028171042501718117257173331740917468175621763917715177921786826017945180211809818175182521832818405184821855918636
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