大学物理实验不良导体的热导系数的测量讲义

不良导体的热导系数的测量

实验简介

材料的导热系数是反映材料热性能的物理量，导热机理在很大程度上取决与它的微观结构，热量的传递依靠原子、分子围绕平衡位置的振动以及自由电子的迁移。导热系数不仅与构成材料的物质种类密切相关，而且与它的微观结构、温度、 压力及杂质含量相联系。 测量导热系数的方法比较多，但可以归并为两类基本方法：一类是稳态法，另一类是动态法。用稳态法时，先用热源对测试样品进行加热，并在样品内部形成稳定的温度分析，然后进行测量。而在动态法中，待测样品中的温度分布是随时间变化的，例如按周期性变化等。本实验采用稳态法进行测量。

实验目的

了解热传导现象的物理过程，学习用稳态平板法测量不良导体的导热系数并用作图法求冷

却速率。

实验仪器

待测橡皮垫、黄铜板、加热铜质圆盘（带隔热层）、红外灯、热电偶、杜瓦瓶、冰水混合物、0~250V 变压器、秒表、游标卡尺等

实验原理

1，导热系数

当物体内存在温度梯度时，热量从高温流向低温，谓之热传导或传热，传热速率正比于温度梯度以及垂直于温度梯度的面积，比例系数为热导系数或导热率：

dS dx

dT

dt dQ λ-= （1） 2，不良导体导热系数的测量

厚度为h 、截面面积为S 的平板形样品（橡胶板）夹在加热圆盘和黄铜盘之间。热量由加热盘传入。加热盘和黄铜盘上各有一小孔，热电偶可插入孔内测量温度，两面高低温度恒定为T 1 和T 2时，传热速率为

S h

T T dt dQ

21--=λ （2）

图 1

图 2

由于传热速率很难测量，但当T 1 和T 2稳定时，传入橡胶板的热量应等于它向周围的散热量。 这时移去橡胶板，使加热盘与铜盘直接接触，将铜盘加热到高于T 2约10度，然后再移去加热盘，让黄铜盘全表面自由放热。每隔30秒记录铜盘的温度，一直到其温度低于T 2，据此求出铜盘在T 2附近的冷却速率

dt

dT

。 铜盘在稳态传热时，通过其下表面和侧面对外放热；而移去加热盘和橡胶板后是通过上下表面以及侧面放热。物体的散热速率应与它们的散热面积成正比，

()()dt

Q d h R R h R R dt dQ '

++=222ππ （3） 式中

dt

Q d '

为盘自由散热速率。而对于温度均匀的物体，有

dt

dT

mc

di Q d =' （4） 这样，就有

()()dt

dT mc h R R h R R dt dQ 222++=ππ （5） 结合（2）式，可以求出导热系数：

()

dt

dT

h R T T R h R h c m A A B

A A

B ?

+-+=

)(2)2(212πλ铜铜 (6)

m 铜、h B 、R B 、h A 、T 1、T 2都可以由实验测量出准确值，而黄铜盘的比热容为0.3709 kJ/kg ?K 。

实验内容

1 观察和认识传热现象、过程及规律

（1） 用卡尺测量黄铜盘A 和待测橡胶盘B 的厚度和直径，要求多次测量，并求出平均值和不确定度。 A 盘的质量为已知。

（2） 连接好仪器，将热电偶插入A 盘和加热筒底部侧面的小孔内，热电偶的冷端置于保温瓶的冰水混合物中。

（3） 接通调压器电源，缓慢升高电压，使红外灯电压逐渐升高到200V 左右，待加热筒的温度升到80度左右时，降低电压到125V 左右，然后每隔一段时间读一次T 1和T 2的温度值，直到二者的示值在10分钟内基本保持不变，则可以认为达到稳定状态，记下这时的T 1和T 2值，随后移去橡胶盘，让黄铜A 盘和传热筒的底部直接接触，加热A 盘使其温度比T 2高约10?C 左右，把调压器的电压降到零，断开电源，移去传热筒，让A 盘在空气中自然冷却，每隔30秒记一次温度值，选择最接近T 2前后的各6个数据。

2 用逐差法求出黄铜盘A 的冷却速率

dt

dT

，并由公式（6）求出样品的导热系数λ 。 3 绘出T －t 关系图，用作图法求出冷却速率dt dT

。

4 用方程回归法进行线性拟合，求解冷却速率dt

dT

及其误差，将结果代入式（6）,计算样品的

导热系数λ 及其不确定度U λ。

注意事项

(1)使用前将加热铜板A 与散热铜板B 擦干净，样品两端面擦干净后，可涂上少量硅油，以保证接触良好。

(2)实验过程中，如需触及电热板，应先关闭电源，以免烫伤。

(3)实验结束后，应切断电源，妥为放置测量样品，不要使样品两端面划伤而影响实验的正确性。

选做内容 测量胶木板的导热系数。

增选内容

设计方案：如何利用该装置测量一金属圆柱体的导热系数。

实验重点与难点

系统稳定状态的确定，合适与否决定了测量结果的准确性；尽量减少实验中产生误差的因素。 思考题 1. 傅立叶定律

dt

dQ 传是不易测准的量，本实验如何巧妙地避开了这一问题？

2. 试分析实验中产生误差的主要因素。

附录 直流电位差计测热电偶温差电动热 一、热电偶测温原理

热电亦称温差电偶，是由A 、B 两种不同材料的金属丝的端点彼此紧密接触而组成的。当两个接点处于不同温度时（如图3），在回路中就有直流电动势产生，该电动热称温差电动势或热电动势。当组成势电偶的材料一定时，温差电动势E x 仅与两点接点处的温度有关，并且两点的温差在一定的温度范围内有如下近似关系式：

式中a 称为温差电系数，对于不同金属组成的热电偶，a 是不同的，其数值上等于两接点温度差为1?C 时所产生的电动势。

)(0t t a E x -≈

图3 热电偶的原理

为了测量温差电动势，就需要在图3的回路中接入电位差计，但测量仪器的引入 不能影响热电偶原来的性质，例如不影响它在一定的温差下应有的电动势E X 值。 要做到这一点，实验时应保证一定的条件。根据伏打定律，即在A 、B 两种金属之间 插入第三种金属C 时，若它与A 、B 的两连接点处于同一温度t 0（图4），则该闭合回 路的温差电动势与上述只有A 、B 两种金属组成回路时的数值完全相同。所以，我们 把A 、B 两根不同化学成份的金属丝的一端焊在一起，构成热电偶的热端（工作端）。 将另两端各与铜引线（即第三种金属C ）焊接，构成两个同温度（t 0）的冷端（自由 端）。铜引线与电位差计相连，这样就组成一个热电偶温度计。通常将冷端置于冰水 混合物中，保持t 0=0?C ，将热端置于待测温度处，即可测得相应的温差电动势，再根 据事先校正好的曲线或数据来求出温度t 。热电偶温度计的优点是热容量小，灵敏度 高，反应迅速，测温范围广，还能直接把非电学量温度转换成电学量。因此，在自动 测温、自动控温等系统中得到广泛应用。

0t t

-

不良导体热导率的测定

不良导体热导率的测定 实验简介： 导热系数(又叫热导率)是反映材料热性能的重要物理量。热传导是热交换的三种(热传导、对流和辐射)基本形式之一，是工程热物理、材料科学、固体物理及能源、环保等各个研究领域的课题。材料是导热机理在很大程度上取决于它的微观结构，热量的传递依靠原子、分子围绕平衡位置的振动以及自由电子的迁移。在金属中电子流起支配作用，在绝缘体和大部分半导体中则以晶格振动起主导作用。因此，某种材料的导热系数不仅与构成材料的物质种类密切相关，而且还与材料的微观结构、温度、压力及杂质含量相联系。在科学实验和工程设计中，所用材料的导热系数都需要用实验的方法精确测定。测固体材料热导率的实验方法一般分为稳态法和动态法两类。 本实验的目的是了解热传导现象的物理过程，学习用稳态平板法测量不良导体的导热系数并用作图法求冷却速率。 实验原理： 图1 1、导热系数 1882年法国科学家傅里叶(J.Fourier)建立了热传导理论，目前各种测量导热系数的方法都是建立在傅里叶热传导定律的基础之上的。本实验采用的是稳态平板法测量不良导体的导热系数。 当物体内部有温度梯度存在时，就有热量从高温处传递到低温处，这种现象被称为热传导。傅里叶指出，在dt时间内通过dS面积的热量dQ，正比于物体内的温度梯度，其比例系数是导热系数，即： (1) 式中为传热速率，是与面积dS相垂直的方向上的温度梯度，“-”号表示热量由 高温区向低温区域，λ是导热系数，表示物体导热能力的大小。在SI中λ的单位是W·m-1·K-1。对于各向异性材料，各个方向的导热系数是不同的(常用张量来表示)。 2、不良导体导热系数的测量 图1是不良导体导热系数测量装置的原理图。设样品为一平板，则维持上下平面有稳定的 T1和T2(侧面近似绝热)，即稳态时通过样品的传热速率为：

不良导体导热系数测量

实验题目：不良导体导热系数的测量 实验目的：了解热传导现象的物理过程，学习用稳态平板法测量不良导体的导热系数并利用作图法求冷却 速率。 实验原理：1、导热系数 导热系数是反映材料热性能的重要物理量。目前对导热系数的测量均建立在傅立叶热传导 定律的基础上。本实验采用稳态平板法。 根据热传导理论，当物体内部存在温度梯度时，热量从高温向低温传导： dx dt dT dt dQ ?-=λ 其中λ就是导热系数。 2、不良导体导热系数的测量 样品为一平板，当上下表面温度稳定在T 1、T 2，以h B 表示样品高度，S B 表样品底面积： B B S h T T dt dQ ?-=21λ 由于温差稳定，那么可以用A 在T 2附近的dT/dt （冷却速率）求出dQ/dt 。 根据散热速率与散热面积成正比，则 dt dQ h R h R dt dQ h R R h R R dt dQ P A A A A P A A A A A A ?++=?++=2)(2)2(ππ 又根据 dt dT mc dt dQ P ? = 有 dt dT h R T T R h R mch A A B A A B ?+-+= ))((2)2(212 πλ 从而通过测量以上表达式中的量得到导热系数。 实验装置：如图 实验内容：1、用游标卡尺测量A 、B 两板的直径、厚度（每个物理量测量3次）； 2、正确组装仪器后，打开加热装置，将电压调至250V 左右进行加热至一定温度（对应T 1电

压值大约在3.20-3.40mV ）； 3、将电压调至125V 左右，寻找稳定的温度（电压），使得板上下面的温度（电压）10分钟内 的变化不超过0.03mV ，记录稳定的两个电压值； 4、直接加热A 板，使得其温度相对于T 2上升10度左右； 5、每隔30s 记录一个温度（电压）值，取相对T 2最近的上下各6个数据正式记录下来； 6、整理仪器；数据处理。 实验数据： 几何尺寸测量： 表一：A 、B 板的几何尺寸测量结果 A 质量m=806g ，比热容c=0.793kJ/kgK 。 稳定温度（实际是电压值）： T 1：3.09mV T 2：2.73mV 表二：自由散热温度（最接近T 2的12个） 数据处理： 将导热系数的公式变形为 dt dV h D V V D h D mch A A B A A B ?+-+= )2)(()4(2212 πλ A 盘直径的平均值 mm mm D D D D A A A A 89.129390 .12972.12904.1303321=++=++= B 盘直径的平均值 mm mm D D D D B B B B 46.129352 .12944.12942.1293321=++=++= A 盘厚度的平均值 mm mm h h h h A A A A 95.6392 .690.602.73321=++=++= B 盘厚度的平均值 mm mm h h h h B B B B 98.7300 .892.702.83321=++=++= 利用ORIGIN 作图得到dV/dt ：

不良导体的导热系数

热导系数的测量 学号：PB07210137 姓名：昝涛 实验名称：热导系数的测量 实验目的：了解热传导现象的物理过程，学习用稳态平板法测量不良导体的热传导系数 并用作图法求冷却速率 实验原理： 1. 导热系数 当物体内存在温度梯度时，热量从高温流向低温，谓之热传导或传热，传热速率正比于温度梯度以及垂直于温度梯度的面积，比例系数为热导系数或导热率： dS dx dT dt dQ λ-= （1） 2. 不良导体导热系数的测量 厚度为h 、截面面积为S 的平板形样品（橡胶板）夹在加热圆盘和黄铜盘之间。热量由 加热盘传入。加热盘和黄铜盘上各有一小孔，热电偶可插入孔内测量温度，两面高低温度恒定为T 1 和T 2时，传热速率为 S h T T dt dQ 21--=λ （2） 由于传热速率很难测量，但当T 1 和T 2稳定时，传入橡胶板的热量应等于它向周围的散 热量。 这时移去橡胶板，使加热盘与铜盘直接接触，将铜盘加热到高于T 2约10度，然后再移去加热盘，让黄铜盘全表面自由放热。每隔30秒记录铜盘的温度，一直到其温度低于T 2，据此求出铜盘在T 2附近的冷却速率 dt dT 。 铜盘在稳态传热时，通过其下表面和侧面对外放热；而移去加热盘和橡胶板后是通过上下表面以及侧面放热。物体的散热速率应与它们的散热面积成正比， ()()dt Q d h R R h R R dt dQ ' ++= 222ππ （3） 式中 dt Q d ' 为盘自由散热速率。而对于温度均匀的物体，有 dt dT mc di Q d =' （4） 这样，就有 ()()dt dT mc h R R h R R dt dQ 222++=ππ （5） 结合（2）式，可以求出导热系数 ()()dt dT h R T T R h R h c m A A B A A B +-+= )(22212 πλ铜铜

导热系数的测量实验报告

导热系数的测量 导热系数（又称导热率）是反映材料热性能的重要物理量，导热系数大、导热性能好的材料称为良导体，导热系数小、导热性能差的材料称为不良导体。一般来说，金属的导热系数比非金属的要大，固体的导热系数比液体的要大，气体的导热系数最小。因为材料的导热系数不仅随温度、压力变化，而且材料的杂质含量、结构变化都会明显影响导热系数的数值，所以在科学实验和工程设计中，所用材料的导热系数都需要用实验的方法精确测定。 一．实验目的 1．用稳态平板法测量材料的导热系数。 2．利用稳态法测定铝合金棒的导热系数，分析用稳态法测定不良导体导热系数存在的缺点。 二．实验原理 热传导是热量传递过程中的一种方式，导热系数是描述物体导热性能的物理量。 h T T S t Q ) (21-??=??λ 单位时间通过某一截面积的热量dQ/dt 是一个无法直接测定的量，我们设法将这个量转化为较容易测量的量。为了维持一个恒定的温度梯度分布，必须不断地给高温侧铜板加热，热量通过样品传到低温侧铜板，低温侧铜板则要将热量不断地向周围环境散出。单位时间通过截面的热流量为： B B h T T R t Q )(212 -???=??πλ 当加热速率、传热速率与散热速率相等时，系统就达到一个动态平衡，称之为稳态，此时低温侧铜板的散热速率就是样品的传热速率。 这样，只要测量低温侧铜板在稳态温度 T2 下散热的速率，也就间接测量出了样品的传热速率。但是，铜板的散热速率也不易测量，还需要进一步作参量转换，我们知道，铜板的散热速率与冷却速率（温度变化率）dQ/dt=-mcdT/dt 式中的 m 为铜板的质量， C 为铜板的比热容，负号表示热量向低温方向传递。 由于质量容易直接测量，C 为常量，这样对铜板的散热速率的测量又转化为对低温侧铜板冷却速率的测量。铜板的冷却速率可以这样测量：在达到稳态后，移去样品，用加热铜板直接对下铜板加热，使其温度高于稳态温度 T2（大约高出 10℃左右），再让其在环境中自然冷却，直到温度低于 T2，测出 温度在大于T2到小于T2区间中随时间的变化关系，描绘出 T —t 曲线（见图 2），曲线在T2处的斜率就是铜板在稳态温度时T2下的冷却速率。 应该注意的是，这样得出的 t T ??是铜板全部表面暴露于空气中的冷却速率， 其散热面积为 2πRp2+2πRphp （其中 Rp 和 hp 分别是下铜板的半径和厚度），然而， 设样品截面半径为R ，在实验中稳态传热时，铜板的上表面（面积为 πRp2）是被 样品全部（R=Rp ）或部分（R

试验9不良导体导热系数的测定

实验九 不良导体导热系数的测量 导热系数(热导率)是反映材料热性能的物理量，导热是热交换三种（导热、对流和辐射）基本形式之一，是工程热物理、材料科学、固体物理及能源、环保等各个研究领域的课题之一，要认识导热的本质和特征，需了解粒子物理而目前对导热机理的理解大多数来自固体物理的实验。材料的导热机理在很大程度上取决于它的微观结构，热量的传递依靠原子、分子围绕平衡位置的振动以及自由电子的迁移，在金属中电子流起支配作用，在绝缘体和大部分半导体中则以晶格振动起主导作用。因此，材料的导热系数不仅与构成材料的物质种类密切相关，而且与它的微观结构、温度、压力及杂质含量相联系。在科学实验和工程设计中所用材料的导热系数都需要用实验的方法测定。（粗略的估计，可从热学参数手册或教科书的数据和图表中查寻） 1882年法国科学家J?傅里叶奠定了热传导理论，目前各种测量导热系数的方法都是建立在傅里叶热传导定律基础之上，从测量方法来说，可分为两大类：稳态法和动态法，本实验采用的是稳态平板法测量材料的导热系数。 【实验目的】 1．了解热传导现象的物理过程 2．学习用稳态平板法测量材料的导热系数 3．学习用作图法求冷却速率 4．掌握一种用热电转换方式进行温度测量的方法 【实验仪器】 YBF-3导热系数测试仪、冰点补偿装置、测试样品（硬铝、硅橡胶、胶木板）、塞尺等 【实验原理】 为了测定材料的导热系数，首先从热导率的定义和它的物理意义入手。热传导定律指出：如果热量是沿着z 方向传导，那么在z 轴上任一位置0z 处取一个垂直截 面积ds ，以 dT dz 表示在z 处的温度梯度，以dQ dt 表示在该处的传热速率（单位时间内通过截面积ds 的热量），那么传导定律可表示成： 0 ( )z dT dQ ds dt dz λ=-? （9-1） 式中的负号表示热量从高温区向低温区传导（即热传导的方向与温度梯度的方向相反）。（9-1）式中比例系数λ即为导热系数，可见热导率的物理意义：在温度梯度为

试验9不良导体导热系数的测定

实验九不良导体导热系数的测量 导热系数（热导率）是反映材料热性能的物理量，导热是热交换三种（导热、对流和辐射）基本形式之一，是工程热物理、材料科学、固体物理及能源、环保等各个研究领域的课题之一，要认识导热的本质和特征，需了解粒子物理而目前对导热机理的理解大多数来自固体物理的实验。材料的导热机理在很大程度上取决于它的微观结构，热量的传递依靠原子、分子围绕平衡位置的振动以及自由电子的迁移，在金属中电子流起支配作用，在绝缘体和大部分半导体中则以晶格振动起主导作用。 因此，材料的导热系数不仅与构成材料的物质种类密切相关，而且与它的微观结构、 温度、压力及杂质含量相联系。在科学实验和工程设计中所用材料的导热系数都需要用实验的方法测定。（粗略的估计，可从热学参数手册或教科书的数据和图表中查寻） 1882年法国科学家J?傅里叶奠定了热传导理论，目前各种测量导热系数的方法都是建立在傅里叶热传导定律基础之上，从测量方法来说，可分为两大类：稳态法和动态法，本实验采用的是稳态平板法测量材料的导热系数。 【实验目的】 1?了解热传导现象的物理过程 2 ?学习用稳态平板法测量材料的导热系数 3 ?学习用作图法求冷却速率 4 ?掌握一种用热电转换方式进行温度测量的方法 【实验仪器】 YBF-3导热系数测试仪、冰点补偿装置、测试样品（硬铝、硅橡胶、胶木板）、塞尺等 【实验原理】 为了测定材料的导热系数，首先从热导率的定义和它的物理意义入手。热传导 定律指出：如果热量是沿着z方向传导，那么在z轴上任一位置z o处取一个垂直截 面积ds，以dT表示在z处的温度梯度，以dQ表示在该处的传热速率（单位时间 dz dt 内通过截面积ds的热量），那么传导定律可表示成： .dT dQ=-：?（）z0dsdt （9-1） dz 式中的负号表示热量从高温区向低温区传导（即热传导的方向与温度梯度的方向相反）。（9-1）式中比例系数'即为导热系数，可见热导率的物理意义：在温度梯度为

良导体热导率的动态法测量

西安交通大学 大学物理仿真实验报告 姓名：李宗阳 班级：能动28 学号：2120301210

实验名称：良导体热导率的动态法测量 一．实验目的 1．通过实验学会一种测量热导率的方法。 2．解动态法的特点和优越性。 3．认识热波，加强对拨动理论的理解。 二．实验原理 实验采用热波法测量铜、铝等良导体的热导率。简化问题，令热量沿一维传播，周边隔热,如图1所示。根据热传导定律，单位时间内流过某垂直于传播方向上面积A 的热量，即热流为 x T KA t q ??-=?? （1） 其中K 为待测材料的热导率，A 为截面积， 文中x T ??是温度对坐标x 的梯度,负号表示热量流动方向与温度变化方向相反．dt 时间 内通过面积A 流入的热量 dxdt x T KA dt t q t q dq dx x x 22??=?? ??????? ????-??? ????=+ 图1 棒 元 若没有其他热量来源或损耗，据能量守恒定律，dt 时间内流入面积A 的热量等 于温度升高需要的热量dt t T Adx c dq ?? ? ????=ρ，其中C ，ρ分别为材料的比热容与密度。所以任一时刻棒元热平衡方程为

dx x T K t T dx C 22??=??ρ （2） 由此可得热流方程 22x T D t T ??=?? （3） 其中ρC K D =，称为热扩散系数． 式（3）的解将把各点的温度随时间的变化表示出来，具体形式取决于边界条件，若令热端的温度按简谐变化，即 t T T T m ωsin 0+= （4） 其中T m 是热端最高温度，为热端温度变化的角频率。另一端用冷水冷却， 保持恒定低温o T ，则式（3）的解也就是棒中各点的温度为 )sin(202x t e T x T T D x m D ωωαω-?+-=- （5） 其中T 0是直流成分，α是线性成分的斜率，从式（5）中可以看出： 1) 热端(x=0)处温度按简谐方式变化时，这种变化将以衰减波的形式在棒内向冷端传播，称为热波． 2) 热波波速：ωD V 2= （6） 3) 热波波长：ωπλD 22= （7） 因此在热端温度变化的角频率已知的情况下，只要测出波速或波长就可以计算出 D ．然后再由ρ C K D =计算出材料的热导率K ．本实验采用.式（6）可得 ωρC K V 22= 则T C V f C V K πρπρ4422== （8） 其中，f 、T 分别为热端温度按简谐变化的频率和周期．实现上述测量的关键是： 1) 热量在样品中一维传播．2) 热端温度按简谐变化．

大学物理实验不良导体的热导系数的测量讲义

dQ dt 不良导体的热导系数的测量 实验简介材料的导热系数是反映材料热性能的物理量，导热机理在很大程度上取决与它的微观结构，热量的传递依靠原子、分子围绕平衡位置的振动以及自由电子的迁移。导热系数不仅与构成材料的物质种类密切相关，而且与它的微观结构、温度、压力及杂质含量相联系。测量导热系数的方法比较多，但可以归并为两类基本方法：一类是稳态法，另一类是动态法。用稳态法时，先用热源对测试样品进行加热，并在样品内部形成稳定的温度分析，然后进行测量。而在动态法中，待测样品中的温度分布是随时间变化的，例如按周期性变化等。本实验采用稳态法进行测量。 实验目的了解热传导现象的物理过程，学习用稳态平板法测量不良导体的导热系数并用作图法求冷 却速率。 实验仪器待测橡皮垫、黄铜板、加热铜质圆盘（带隔热层）、红外灯、热电偶、杜瓦瓶、冰水混合物、 0~250V 变压器、秒表、游标卡尺等实验原理 1，导热系数 当物体内存在温度梯度时，热量从高温流向低温，谓之热传导或传热，传热速率正比于温度梯度以及垂直于温度梯度的面积，比例系数为热导系数或导热率： dQ dT dS （1） dt dx 2，不良导体导热系数的测量 厚度为h 、截面面积为S的平板形样品（橡胶板）夹在加热圆盘和黄铜盘之间。热量由加热盘传入。加热盘和黄铜盘上各有一小孔，热电偶可插入孔内测量温度，两面高低温度恒定为T1 和T2 时，传热速率为 2）

由于传热速率很难测量，但当T1 和T2 稳定时，传入橡胶板的热量应等于它向周围的散热 量。这时移去橡胶板，使加热盘与铜盘直接接触，将铜盘加热到高于T2约10 度，然后再移去加热盘，让黄铜盘全表面自由放热。每隔30 秒记录铜盘的温度，一直到其温度低于T2，据此求出铜盘在T2 附近的冷却速率dT。 dt 铜盘在稳态传热时，通过其下表面和侧面对外放热；而移去加热盘和橡胶板后是通过上下表面以及侧面放热。物体的散热速率应与它们的散热面积成正比， dQ R R 2h dQ （3） dt R 2R 2h dt （） 式中dQ为盘自由散热速率。而对于温度均匀的物体，有 dt

不良导体导热系数的测定实验报告

非金属固体材料导热系数的测量 2004/04 用热线法测量不良导体导热系数是一种广泛使 用的方法，国家对此制定了标准——“非金属固体材 料导热系数的测定——热线法”（GB/T 10297-1998）。 基本原理如图1所示，在匀质均温的物体内部放置一 电阻丝，即热线，对其以恒定功率加热时，热线及其 附近试样的温度将随时间变化。根据时间与温度的变化关系，可以确定该试样的导热系数。[1] [原理简述] 由热传导理论[2]可知，恒定功率的热线对匀质物体进行热传导时，可以用一维柱坐标系的 热传导方程对物体的温度场进行描述：r r r t ??+??=??θθθα1122 （1） 边界条件为： 00 =r θ(t =0，r ≥0)，0=∞r θ(t >0，r =∞)，const.π0 =??-==r r q θ λ(t >0，r =0)[3] （2） 根据热传导方程和边界条件得到解为：t t e q t t r r t d π40 42? - = αλ θ （3） 其中各物理量含义为，t ：热线的加热时间，单位为s ；r ：距热线的距离，单位为m ；q ：热线单位长度的加热功率，单位为W/m ；t r θ：加热时间t ，距离热线距离r 处的温升，单位为K ；α：试样的热扩散率，单位为m 2/s ；λ：试样的导热系数，单位为W/（m ·K ），对于非金属固体材料，该系数一般小于2 W/（m ·K ）。 假设t r α42 →0，即r →0或αt →∞，利用Euler 公式，忽略展开后二次项以后的各项。如果 在不同时间t 1、t 2，测的同一点r 处的温升为1t r θ、2 t r θ，则：12ln π41 2 t t q t t r r λ θθ= - （4） 根据（4）可以得到试样的导热系数 ()()1 2 1 2 1212ln πL 4ln π4t t t t r r r r t t IU t t q θθθθλ-=-= [4] （5） （5）式中，I 、U 分别热线的通电电流（单位为A ）和电压（单位为V ），L 为有效加热长度（单位为m ）。因此，当等时间间隔测量试样的温升时，ln(t 2/t 1)和1 2 t t r r θθ-呈线性关系，据此计算试 样的导热系数。 [实验设计] 实验装置如图2所示。试样为环氧树脂，有效长度220mm ，直径28mm 。加热丝为钨杆，直径1mm ，R Wu =0.01650Ω，加热电流3~5A 。温度测量利用电阻——温度系数（αR =0.00393℃ 图1、热线法测定非金属固体材料导热系数 的原理示意图 试样 热线

良导体导热系数的测定(讲义)

实验六 良导体导热系数的测定 热量传输有多种方式，热传导是热量传输的重要方式之一，也是热交换现象三种基本形式（传导、对流、辐射）中的一种。导热系数是反映材料导热性能的重要参数之一，它不仅是评价材料热学特性的依据，也是材料在设计应用时的一个依据。熔炼炉、传热管道、散热器、加热器，以及日常生活中水瓶、冰箱等都要考虑它们的导热程度大小，所以对导热系数的研究和测量就显得很有必要。 材料的导热机理在很大程度上取决于它的微观结构，热量的传递依靠原子、分子围绕平衡位置的振动以及自由电子的迁移，在金属中电子流起支配作用，在绝缘体和大部分半导体中则以晶格振动起主导作用。导热系数大、导热性能好的材料称为良导体，导热系数小、导热性能差的材料称为不良导体。一般来说，金属的导热系数比非金属的要大，固体的导热系数比液体的要大，气体的导热系数最小。因为材料的导热系数不仅随温度、压力变化，而且材料的杂质含量、结构变化都会明显影响导热系数的数值，所以在科学实验和工程技术中对材料的导热系数常用实验的方法测定。 测量导热系数的方法大体上可分为稳态法和动态法两类。本实验介绍一种比较简单的利用稳态法测良导体导热系数的实验方法。稳态法是通过热源在样品内部形成一个稳定的温度分布后，用热电偶测出其温度，进而求出物质导热系数的方法。 一、实验目的 1、掌握稳态法测良导体导热系数的方法,观察和认识传热现象与过程,理解傅里叶导热定律。 2、了解冷却速率、散热速率、导热速率的关系，用作图法求冷却速率，计算良导体的导热系数。 3、掌握一种用热电转换方式进行温度测量的方法。 二、实验仪器 YBF －2型导热系数测试仪，杜瓦瓶（保温杯），测试样品（硬铝）、塞尺、游标卡尺、物理天平。 三、实验原理 1882年法国科学家傅立叶（J.Fourier ）建立了热传导理论，目前各种测量导热系数的方法都是建立在傅立叶热传导定律的基础之上．测量的方法可以分为两大类：稳态法和瞬态法，本实验采用的是稳态平板法测量良导体的导热系数。 当物体内部有温度梯度存在时，就有热量从高温处传递到低温处，这种现象被称为热传导。傅立叶指出，在dt 时间内通过dS 面积的热量dQ ，正比于物体内的温度梯度，其比例系数是导热系数，即： dS dx dT dt dQ λ-= （1） 式中 dt dQ 为导热速率，dx dT 是与面积dS 相垂直的方向上的温度梯度，“—”号表示热量由高温区域 传向低温区域，λ即为导热系数，它表示物体导热能力的大小，在SI 中λ的单位是1 1 K m w --??。对于各向异性材料，各个方向的导热系数是不同的（常用张量来表示）。 如图3所示，A 、C 是传热盘和散热盘，B 为样品盘，设样品盘厚度为B h ，半径为B R ，上、下表 面的面积为2 B B S R π=。维持上下平面有稳定的温度21T T 和（侧面近似绝热），这时通过样品的导热速 率为：

不良导体的热导率

不良导体得热导率 摘要 物体导热性能得好坏,称为物体得热导率。不同得物质,热导率值就是不同得热导率大得称为热得良导体，热导率小得称为热得不良导体。测定不良导体得热导率得方法就是当样品两端达到稳态温度差时，样品得传热速率与散热盘从侧面与底面向周围散热得速率相等为依据。由此测出散热盘在稳定温度时得散热速率，以此求出不良导体得热导率,测量物质热导率得方法有稳态法与动态法两种,它们以傅里叶热传导定律作为基础。 目录 1.实验目得……………………………………………………………… 2.实验仪器……………………………………………………………… 3.实验原理……………………………………………………………… 4.实验内容与步骤……………………………………………………… 5.注意事项……………………………………………………………… 6.数据及处理………………………………………………………… 7.问题讨论……………………………………………………………… 8.知识拓展……………………………………………………………… 引言：导热系数就是表征物质热传导性质得物理量，就是各类科学研究与工程设计得重要基础参数.迄今为止，尚无法用纯理论得方法，导出物质(特别就是固体）导热系数得精确计算公式.研究材料得导热性质，在科学研究与工程应用中就是一个重要课题，凡联系到新型材料得开发，设备及装置得热设计等方面都离不开它,对于不同材料得不同性质（非金属不良导体;金属良导体）可采用不同得测试研究方法.因此材料得导热系数常需要由实验具体测定。测量导导热系数得方法一般分两类：一类就是稳态法,另一类就是动态法。 在稳态法中，先利用热源在待测样品内形成一稳定得温度分布；然后进行测量。在动态法中，待测样品中得温度分布就是随时间变化得，例如呈周期性得变化等。本实验采用稳态法测定不良导体得导热系数。 【实验目得】 （1）了解掌握热传导现象得物理过程。 （2）掌握用稳态法测量不良导体热导率得原理及方法. （3）学会测定橡胶盘得热导率. （4）体会物理思想与对知识得拓展. 【实验仪器】

不良导体的热导率

不良导体的热导率 摘要 物体导热性能的好坏，称为物体的热导率。不同的物质，热导率值是不同的热导率大的称为热的良导体，热导率小的称为热的不良导体。测定不良导体的热导率的方法是当样品两端达到稳态温度差时，样品的传热速率与散热盘从侧面和底面向周围散热的速率相等为依据。由此测出散热盘在稳定温度时的散热速率，以此求出不良导体的热导率，测量物质热导率的方法有稳态法和动态法两种，它们以傅里叶热传导定律作为基础。

目录 1. 实验目的............................................... 2. 实验仪器............................................... 3. 实验原理............................................... 4. 实验内容与步骤......................................... 5. 注意事项............................................... 6. 数据及处理........................................... 7. 问题讨论............................................... 8. 知识拓展...............................................

引言：导热系数是表征物质热传导性质的物理量, 是各类科学研究和工程设计的重要基础参数。迄今为止,尚无法用纯理论的方法,导出物质（特别是固体）导热系数的精确计算公式。研究材料的导热性质，在科学研究和工程应用中是一个重要课题，凡联系到新型材料的开发，设备及装置的热设计等方面都离不开它，对于不同材料的不同性质（非金属不良导体；金属良导体）可采用不同的测试研究方法。因此材料的导热系数常需要由实验具体测定。测量导导热系数的方法一般分两类：一类是稳态法，另一类是动态法。在稳态法中，先利用热源在待测样品内形成一稳定的温度分布；然后进行测量。在动态法中，待测样品中的温度分布是随时间变化的，例如呈周期性的变化等。本实验采用稳态法测定不良导体的导热系数。

不良导体导热系数的测定

不良导体导热系数的测定 专业年级： 油气储运04级4班 指导教师： 姚勇 学生姓名（学号）： 李超云（04012408） 许惠敏（04012401） 一、实验目的 1、掌握稳态法测不良导体导热系数的方法 2、了解物体散热速率与传热速率的关系 3、学习用作图法求冷却速率 4、掌握一种用热电转换方式进行温度测量的方法 二、实验原理 当物体内部各处温度不均匀时，就会有热量从温度较高处传向较低处，这种现象称为热传导。热传导定律指出：如果热量是沿着Z 方向传导，那么在Z 轴上任一位置Z o 处取一个垂直截面积dS ，以 Z d dT 表示在Z 处的温度梯度，以dt dQ 表示该处的传热速度（单位时间内通过截在积dS 的热量），那么热传导定律可表示成： dQ=－λ（ dZ dT ）Z o dS ·dt （2.3-1） 式中的负号表示热量从高温区向低温区传导（即热传导的方向与温度梯度的方向相反），比例数λ即为导热系数，可见导热系数的物理意义：在温度梯度为一个单位的情况下，单位时间内垂直通过单位面积截面的热量。利用（2.3-1）式测量材料的导热系数λ，需解决两个关键的问题：一个是如何在材料内造成一个温度梯度Z d dT 并确定其数值；另一个是如何测量材料内由高温区向低温区的传热速率dt dQ 。 1、关于温度梯度 Z d dT 为了在样品内造成一个温度的梯度分布，可以把样品加工成平板状，并把它夹在两块良导体——铜板之间，如图2.3-1，使两块铜板分别保持在恒定温度T 1和T 2，就可能在垂直于样品 表面的方向上形成温度的梯度分布。若样品厚度远小于样品直径（D h 《），由于样品侧 积比平板面积小得多，由侧面散去的热量可以忽略不计，可以认为热测定 量是沿垂直于样品平面的方向上传导，即只在此方向上有温度梯度。由于铜是热的良导体，在达到平衡时，可以认为同一铜板各处的温度相同，样品内同—平行平面上各处的温度也相同。这样只要测出样品的厚度h 和两块铜板的温度T 1、T 2，就可以确定样品内的温度梯度 h T T 2 1-。当然这需要铜板与样品表面紧密接触无缝隙，否则中间的空气层将产生热阻，使得温度梯度测量不准确。 T C （ T 2T 2T 2t s （） 1

《不良导体导热系数的测定》实验课件文字稿(精)

《不良导体导热系数的测定》实验课件文字稿 一、实验目的 1.感知热传导现象的物理过程。 2.学习用稳态法测量不良导体的导热系数。 3.学习测量冷却速率的方法 4.学习用温差电偶测量温度的原理和方法。 二、实验仪器和用具 导热系数测定仪（FD —TC —II ）、橡皮圆板（待测样品）、温差电偶（2对）、保温杯、数字式电压表（FPZ —II ）、9Q 连接线、电子秒表、游标卡尺、电子天平、冰块。 三、实验原理 1、傅里叶热传导方程 导热系数（热导率）是反映材料导热性能的物理量。测定材料的导热系数在设计和制造加热器、散热器、传热管道、冰箱、节能房屋等工程技术及很多科学实验中都有非常重要的应用。 如图（一）所示。设一粗细均匀的圆柱体横截面积为S ，高为h 。经加热后，上端温度为1T ，下端温度为2T ，12T T >，热量从上端流向下端。若加热一段时间后，内部各个截面处的温度达到恒定，此时虽然各个截面的温度不等，但相同的时间内流过各截面的热量必然相等（设侧面无热量散失），这时热传递达到动态平衡，整个导体呈热稳定状态。法国数学家，物理学家傅里叶给出了此状态下的热传递方程 12T T Q S t h λ-?=? （1） Q ?是t ?时间内流过导体截面的热量， Q t ??叫传热速率。比例系数λ就是材料的导热系数（热导率），单位是()w m K 瓦 米开 。在此式中，S 、h 和1T 、2T 容易测得，关键是如何测得传热速率 Q t ??。 2、用稳态法间接测量传热速率 如图二所示，将待测样品夹在加热盘与散热盘之间，且设热传导已达到稳态。由（1）式可知，加热盘的传热 速率为 图（一） 2T 1T T T 加热铜盘 待测样品 散热铜盘 图二

实验7不良导体导热系数的测定

实验7 不良导体导热系数的测定 一、目的 掌握测定不良导体的导热系数 二、实验仪器 1、热系统： ①支架 ②红外灯 ③传热筒 ④热电偶两支 ⑤交流调制器 ⑥黄铜板质 ⑦待测样品 2、测量显示仪 本仪器采用精度运放组成两路热电偶前置放大器，并对热电偶冷端进行了自动补尝，采用2 1 4 位高稳定性D A 转换器实现对两路温度的测量系统，整个电路以单片机为控制 中心，实现数据采集和识别键盘信息。 三、实验原理与装置 本仪器所依据的原理是1982年由法国数学、物理学家约瑟·傅立叶给出的，称热传导的基本公式，又称傅立叶导热方程式。该方程式指出，在物体内部，垂直于导热方向上，两个相距为h ，温度分别为θ1、θ2（要这里，为了与时间t 区分开，我们用θ来表示温度）的平行平面，若平面的面积为A ，在Δt 秒内，从一个平面传到另一个平面的热量ΔQ 满足下述表示： h A t Q 21θθλ-??=?? (2-11) 式中，ΔQ ／Δt 为传热速率，λ定义为该物质的导热系数，奕称执导率。由此可知，热导率是一表征物质传导性能的物理量。其数值等于相距单位长度的二平行面，当温度相差一个单位时，在单位时间内通过单位面积的热量。其单位名称是瓦特每米开尔文，单位符号为W ／（m ·K ）。 该方法的实验装置如图所示，由上述热传导基本通过待测样品B 板的传热速率可写成： 式中，λ为样品厚度，B R 为样品圆板的半径，θ1为样品圆板上表面的温度，θ2为其下表面的温度，λ即为样品B 的热导率。 当传热到达稳定状态时，θ1和θ2温度稳定不变，通过B 板的传热率与黄铜盘C 向周围环境的散热速率完全相等。因此可通过黄铜盘C 在稳定温度θ2时的散热律来求出 t Q ??。实验时，当读得稳态时的θ1、θ2后，即可将样品B 板取走，让圆筒的底盘与下盘C 接触，使盘C 温度上升到高于θ2若干度后，再让圆筒A 移去，让黄铜盘C 作自 然冷却，求出黄铜盘在θ2附近时的冷却速度21?θ=??t Q ,则21θ?=??／t Q mc (m 为 黄铜的质量,c 为黄铜的比热)就是黄铜c 在θ2时的散热速率。但由此求出的t Q ??是黄 铜c 的全部表面暴露在空气中的冷却速度，即散热表面积为c c c h R R ππ222 +，而实验中 2 21B R －t Q ??? =??πσ θθλ

不良导体热导率的测量

不良导体热导率的测量 实验简介 导热系数(又叫热导率)就是反映材料热性能的重要物理量。热传导就是热交换的三种(热传导、对流与辐射)基本形式之一,就是工程热物理、材料科学、固体物理及能源、环保等各个研究领域的课题。材料的导热机理在很大程度上取决于它的微观结构,热量的传递依靠原子、分子围绕平衡位置的振动以及自由电子的迁移。在金属中电子流起支配作用,在绝缘体与大部分半导体中则以晶格振动起主导作用。因此,某种材料的导热系数不仅与构成材料的物质种类密切相关,而且还与材料的微观结构、温度、压力及杂质含量相联系。在科学实验与工程设计中,所用材料的导热系数都需要用实验的方法精确测定。测固体材料热导率的实验方法一般分为稳态法与动态法两类。 实验原理 dt时间内通过dS面积的热量dQ,正比于物体内的温度梯度,其比例系数就是导热系数,即: (1) 式中为传热速率,就是与面积dS相垂直的方向上的温度梯度,“-”号表示热量由高温区向低温区域,λ就是导热系数,表示物体导热能力的大小。在SI 中λ的单位就是W·m-1·K-1。对于各向异性材料,各个方向的导热系数就是不同的(常用张量来表示)。 1、不良导体导热系数的测量 图1就是不良导体导热系数测量装置的原理图。设样品为一平板,则维持上下平面有稳定的T1与T2(侧面近似绝热),即稳态时通过样品的传热速率为: (2) 式中h B为样品厚度,S B R2B为样品上表面的面积,(T1-T2)为上、下平面 的温度差,λ为导热系数。 在实验中,要降低侧面散热的影响,就需要减小h。因为待测平板上下平面的温度T1与T2就是用传热圆筒A的底部与散热铜盘C的温度来代表,所以就必须保证样品与圆筒A的底部与铜盘C的上表面密切接触。

不良导体导热系数的测量实验报告

热 导 系 数 的 测 量 实验目的: 了解热传导现象的物理过程,学习用稳态平板法测量不良导体的热传导系数并用作图法求冷却速率 实验原理: 1. 导热系数 当物体内存在温度梯度时,热量从高温流向低温,传热速率正比于温差与接触面积,定义比例系数为热导系数: dQ dT dS dt dx λ=- 2. 不良导体导热系数的测量 厚度为h 、截面面积为S 的样品盘夹在加热圆盘与黄铜盘之间。热量由上方加热盘传入。两面高低温 度恒定为1T 与2T 时,传热速率为: S h T T dt dQ 21--=λ 热平衡时,样品的传热速率与相同温度下盘全表面自由放热的冷却速率相等。因此每隔30秒记录铜盘自由散热的温度,一直到其温度低于2T ,可求出铜盘在2T 附近的冷却速率 dt dT 。 铜盘在稳态传热时,通过其下表面与侧面对外放热;而移去加热盘与橡胶板后就是通过上下表面以及侧面放热。物体的散热速率应与它们的散热面积成正比: ()()dt Q d h R R h R R dt dQ ' ++=222ππ 式中 dt Q d ' 为盘自由散热速率。而对于温度均匀的物体,有 dt dT mc di Q d =' 联立得: ()()dt dT mc h R R h R R dt dQ 222++=ππ 结合导热系数定义即可得出样品的导热系数表达式。 实验内容: 1. 用卡尺测量A 、B 盘的厚度及直径(各测三次,计算平均值及误差)。 2. 按图连接好仪器。 3. 接通调压器电源,等待上盘温度缓慢升至1T =3、2~3、4mV

4. 将电压调到125V 左右加热,来回切换观察1T 与2T 值,若十分钟基本不变(变化小于0、03)则认为达到稳态, 记录下1T 与2T 的值 5. 移走样品盘,直接加热A 盘,使之比2T 高10℃(约0、4 mV);调节变压器至零,再断电,移走加热灯与传热筒, 使A 盘自然冷却,每隔30s 记录其温度,选择最接近2T 的前后各6个数据,填入自拟表格 数据处理: 样品盘质量898.5m g = 上盘稳定温度1 3.17T mV = 下盘稳定温度2 2.56T mV = 样品盘比热容1 0.3709()c kJ kg K -=??实验前室温=21.8C T ?室 实验后室温=22.6C T '?室 几何尺寸均使用游标卡尺测量: 自由散热降温时下盘温度: 下面先处理几何数据: 取0.95P =,3n = 则0.95 4.30t = 1.96p k = a) 对下盘厚度A h :0.768A h cm = /0.002/0.001A A h u cm σ=== 游标卡尺测量:C = 0.002cm ?=仪 由于下盘?估因较小而忽略 0.002cm B ?=?=仪 0.950.006U cm === 最后:(0.7680.006)A h cm =± 0.95P = b) 对下盘直径A D :12.954A D cm = /0.002/0.001A A D u cm σ===

不良导体的导热系数的测定实验报告

梧州学院学生实验报告 成绩：指导教师: 专业：班别：实验时间: 实验人: 学号：同组实验人： 实验名称：不良导体的导热系数的测定 实验目的： 1、学习测定不良导体的导热系数的一种方法。 2、学会F D—T C—B导热系数测定仪。 实验仪器： 名称 数 量 备注 1、实验主机（内有加热器）1台 含单片机温度 控制仪 2、橡皮样品1块 3、散热铜盘1块 4、数字温度传感器2个 5、导热硅脂1盒 6、电源线1根 7、说明书1份 8、合格证1张 仪器图组： 注意事项： 1．为了准确测定加热盘和散热盘的温度，实验中应该在两个传感器上涂些导热硅脂或者硅油，以使传感器和加热盘、散热盘充分接触；另外，加热橡皮样品的时候，为达到稳定的传热，调节底部的三个微调螺丝，使样品与加热盘、散热盘紧密接触,注意不要中间有空气隙；也不要将螺丝旋太紧，以影响样品的厚度. 2．导热系数测定仪铜盘下方的风扇做强迫对流换热用，减小样品侧面与底面的放热比,增加样品内部的温度梯度,从而减小实验误差，所以实验过程中，风扇一定要打开。 【实验原理】 导热系数是表征物质热传导性质的物理量。材料结构的变化与所含杂质的不同对材料导热系数数值都有明显的影响，因此材料的导热系数常常需要由实验去具体测定。 测量导热系数的实验方法一般分为稳态法和动态法两类。在稳态法中，先利用热源对样品加热，样品内部的温差使热量从高温向低温处传导，样品内部各点的温度将随加热快慢和传热快慢的影响而变动；适当控制实验条件和实验参数可使加热和传热的过程达到平衡状态,则待测样品内部可能形成稳定的温度分布,根据这一温度分布就可以计算出导热系数。而在动态法中，最终在样品内部所形成的温度分布是随时间变化的，如呈周期性的变化,变化的周期和幅度亦受实验条件和加热快慢的影响，与导热系数的大小有关. 本实验应用稳态法测量不良导体（橡皮样品)的导热系数，学习用物体散热速率求传导速率的实验方法. 1898年C．H．Le e s．首先使用平板法测量不良导体的导热系数,这是一种稳态法,实验中，样品制成平板状，其上端面与一个稳定的均匀发热体充分接触，下端面与一均匀散热体相接触.由于平板样品的侧面积比平板平面小很多,可以认为热量只沿着上下方向垂直传递，横向由侧面散 图1

不良导体导热系数的测定

《基础物理》实验报告 学院： 国际软件学院 专业： 软件工程 2010 年 12 月 20 日 一、实验目的 1）学习平板法测量不良导体导热系数的方法 2)掌握在科学实验室平台上利用计算机和热电偶测量温度的方法 3)学习根据动态平衡的原理测定热流速率的方法 二、实验原理 1．稳态平板法。 根据热传导理论，当物体内部存在温度梯度时，热量从高温向低温传导： dx dt dT dt dQ ?-=λ 其中λ就是导热系数。 2、不良导体导热系数的测量 样品为一平板，当上下表面温度稳定在T1、T2，以hB 表示样品高度，SB 表样品底面积： B B S h T T dt dQ ?-=21λ 由于温差稳定，那么可以用A 在T2附近的dT/dt （冷却速率）求出dQ/dt 。 根据散热速率与散热面积成正比，则 dt dQ h R h R dt dQ h R R h R R dt dQ P A A A A P A A A A A A ?++=?++=2)(2)2(ππ 又根据 dt dT mc dt dQ P ? = 有 dt dT h R T T R h R mch A A B A A B ?+-+= ))((2)2(212 πλ 从而通过测量以上表达式中的量得到导热系数。 三、实验设备及工具 导热系数测定仪、杜瓦瓶、电热偶、游标卡尺、直流电压放大器 四、实验内容及原始数据 （一）实验内容

1、用游标卡尺测量A 、B 两板的直径、厚度（每个物理量测量3次）； 2、正确组装仪器后，打开加热装置，将电压调至200V 左右进行加热20分钟左右（对应T1电压值大约在3.20-3.40mV ）； 3、将电压调至150V 左右，寻找稳定的温度（电压），使得板上下面的温度（电压）10分钟内的变化不超过0.03mV ，记录稳定的两个电压值； 4、直接加热A 板，使得其温度相对于T2上升10度左右； 5、每隔30s 记录一个温度（电压）值，取相对T2最近的上下各6个数据正式记录下来； 6、整理仪器；数据处理。 （二）原始数据 A 、 B 板的几何尺寸测量结果 A 质量m=1108.6g ，比热容c=0.3709kJ/kgK 。 稳定温度（实际是电压值）： T1：2.97mV T2：2.09mV 自由散热温度（最接近T2的12个） 五、实验数据处理及结果（数据表格、现象等） 将导热系数的公式变形为 dt dV h D V V D h D mch A A B A A B ?+-+= )2)(()4(2212 πλ A 盘直径的平均值 mm mm D D D D A A A A 17.132318 .13216.13216.1323321=++=++= B 盘直径的平均值 mm mm D D D D B B B B 46.129352 .12944.12942.1293321=++=++= A 盘厚度的平均值 mm mm h h h h A A A A 95.6392 .690.602.73321=++=++= B 盘厚度的平均值