不良导体导热系数的测量

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和接触面积，定义比例系数为热导系数：dQ dTdS dt dxλ=- 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和黄铜盘之间。

热量由上方加热盘传入。

两面高低温度恒定为1T 和2T 时，传热速率为：S hT T dt dQ21--=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dtdT。

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：()()dtQ d h R R h R R dt dQ '++=222ππ 式中dtQ d '为盘自由散热速率。

而对于温度均匀的物体，有 dtdTmc di Q d =' 联立得：()()dtdT 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 =3.2~3.4mV4. 将电压调到125V 左右加热，来回切换观察1T 和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 和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，移走加热灯和传热筒，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10.3709()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)Ah cm =±0.95P =b) 对下盘直径A D ：12.954A D cm = /0.002/0.001AA D u cm σ===游标卡尺测量：C =0.002cm ∆=仪 考虑直径判断误差，取0.01cm ∆=估0.01cm B ∆==0.950.012U cm ===最后：(12.9540.012)AD cm =±0.95P =c) 对样品盘厚度B h ：0.757B h cm = 0.002BA h u cm σ===游标卡尺测量：C =0.002cm ∆=仪 由于样品质地较软，取0.01cm ∆=估0.01cm B ∆==0.950.014U cm ===最后：(0.7570.014)Ah cm =±0.95P =d) 对下盘直径B D ：12.995B D cm = /0.006/0.003BA D u cm σ===游标卡尺测量：C =0.002cm ∆=仪 考虑直径判断误差，且样品较软，取0.02cm ∆=估0.02cm B ∆==0.950.026U cm ===最后：(12.9950.026)BD cm =±0.95P =e) 对上盘稳定温度1T ：由于只测量了一次，因此只计算B 类不确定度电压表测量：3C = 0.005mV ∆=仪 对数字万用表∆估忽略0.005B mV ∆=∆=仪0.95/ 1.960.005/30.003P B U k C mV =∆=⨯=最后：1(3.170.00)T mV =±0.95P =f) 对下盘稳定温度2T ：由于只测量了一次，因此只计算B 类不确定度电压表测量：3C = 0.005mV ∆=仪 对数字万用表∆估忽略0.005B mV ∆=∆=仪0.95/ 1.960.005/30.003P B U k C mV =∆=⨯=最后：1(2.560.00)T mV =±0.95P =1. 逐差法将12个数据前后分成2组，然后对应相减：（对应组数据时间差630180t s s ∆=⨯=）0.25T mV ∆= 0.02T mV σ= /0.02/0.008A T u mV σ===电压表测量：3C = 0.005mV ∆=仪 对数字万用表∆估忽略0.005B mV ∆=∆=仪等效测量次数6n =，取0.95P =，则0.95 2.57t = 1.96p k =0.950.02U mV ===最后：(0.250.02)TmV ∆=±0.95P =得出逐差法降温速度：30.25 1.38910/180dT T mV s dt t -∆===⨯∆根据公式：()()21224()2B A A B A A mch D h dTdtD T T D h λπ+=⋅-+代入数据：()()323322320.8985(0.370910)(0.75710)12.95440.76810 1.389103.14(12.99510)(3.17 2.56)12.95420.76810λ-----⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯-⨯+⨯⨯得到：110.240W m K λ--=⋅⋅由不确定度传递公式：()()122ln lnln ln 42ln ln 2ln ln()B A A B A A mch D h D D h V V V tλπ=+++--++∆--∆ 求微分：()()121242()242A A A A B B B A A B A A d D h d D h dh dD d V V d d V h D h D D h V V V λλ++-∆=+--+-++∆- 合并同类项：1212122()(42)4242B B A A A A B B A A A A A A A A dh dD dD dD dh dh dV dV d d V h D D h D h D h D h V V V V V λλ∆=-+-+-+-+++++∆--转化成不确定度：12222222221212222()()()[][]()()()(4)(2)(4)(2)B B A A h D A D A h V V T B B A A A A A A A A U U h U D U U U U U h D D h D h D h D h T V V V V λλ∆=++++++++++∆--即：U λ= 代入数据：U λ= 得：110.039U W m K λ--=⋅⋅0.95P =最后：11(0.2400.039)W m K λ--=±⋅⋅0.95P =2. 作图法先在2 2.56T mV =前后取点，再作一直线，使所取个点尽量均匀的分布在直线两边。

不良导体导热系数的测量数据及处理.doc
不良导体导热系数的测量是分析材料物理特性的一个重要方法，即材料在不同温度下传热过程中释放的热量，因此，测量和分析不良导体导热系数对研究和生产过程中对导热性能有着重要的意义。

在不良导热体的测量过程中，采用的是基于定温蒸发的测量方法，这种方法不需要控制热源，测量过程中只需要控制源温度即可。

测量方法的基本过程是：首先，将测量的不良导热体样品装入热浴容器中，然后给源温度设定一个定量的值，然后用仪表衡量样品的表面温度，控制热源温度，观察源温度与样品表面温度的变化特性，以此来获取样品的导热系数。

在不良导热体导热系数测量数据处理过程中，首先将测量的表面温度和源温度数据录入到计算机中，以绘制出源温度和表面温度变化的曲线，对曲线进行分析，以此来求出不同表面温度下的源温度保持稳定所需要的给源量。

然后，通过一阶函数计算出一组有关系式，根据有关系式计算出该样品的导热系数。

最后，检查测量偏差并书写报告。

不良导体导热系数的测量和处理是对外部热源对样品表面温度影响的一种重要的分析方法，不仅在生产过程中具有实用的价值，而且在科学研究领域也有着广泛的应用。

测量不良导体的导热系数一 实验目的1、 用稳态平板法测量不良导体的导热系数2、 用物体的散热速率求传热速率3、 掌握热电偶测量温度的方法 二 实验仪器导热系数仪、杜瓦瓶，热电偶、FPZ-1型多量程直流数字电压表、游标卡尺、停表 三 实验原理 （一） 稳态平板法ht Q 21θθλ-A =∆∆ tQ∆∆为热流量，λ为该物质的导热系数，也称热导率，h-样品厚度， A-样品面积。

所谓稳态指的是高温物体传热的速率等于低温物体散热的速率时，系统便处于一个稳定的热平衡状态。

（二） 实验装置及方法d ht Q 2142πθθλ-=∆∆A- 加热铜盘，P-散热铜盘；d-样品盘的直径，h-样品盘的厚度；θ1-加热铜盘的温度，θ2-散热铜盘的温度。

（三） 冷却法测量散热铜盘的散热速率∵ dt d t Q c m P P θ=∆∆散 ；dtd θ 是曲线在θ2点的斜率，如下图∴ ()dt d h d c m P P θθθπλ2124-= 四 实验内容及步骤1、测量样品盘的厚度h 和直径d ，并记录散热铜盘的质量。

2、调节支架上的三个螺丝使它往下降一部份，将散热铜盘放在它的上面，再往上放样品盘，然后将加热器放在样品盘上面，使三个盘紧密接触，然后把加热器固定，再用三个螺丝往上拧，使整个系统固定不动。

3、将热电偶的插头分别插入两对孔中，并打开毫伏计（要调零）判断热端冷端，将热端分别插入加热铜盘和散热铜盘，冷端插入杜瓦瓶中。

4、用220v 电压加热15分钟，再用110v 加热同时打开风扇，大约半小时后每隔壁5分钟观察θ1、θ2的值各一次，直到观察到连续两组的数值不变即可认为系统达到稳态，记录这组数据。

5、重新用220v 电压加热同时关掉风扇，观察θ2的变化，当达到 θ2+0.2mv 时停止加热并移开加热器同时打开风扇。

观察θ2的变化当温度回落到θ2+0.2mv 时开始每隔壁30秒读一次数据直到θ2-0.2mv ，关掉风扇即完成此次操作。

不良导体导热系数的测量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。

导热系数的最终计算公式为：式中m 铜——散热盘A 的质量c 铜——黄铜比热容，值212(2)2()()B B m c h R h dT R T T R h dtλπ+=⋅-+A A 铜铜A A 为793 J/kg ·K R A ——散热盘A 的半径h A ——散热盘A 的厚度R B ——样品盘B 的半径h B ——样品盘B 的厚度T 1——达到稳态后加热盘C 的温度T 2——达到稳态后散热盘A 的温度dT dt——散热盘A 在T 2附近的冷却速率【实验内容】1、自拟数据表格，用游标卡尺测量散热盘A 的直径及厚度，数据应多次测量，并求出平均值R A 、h A 。

散热盘A 侧面有编号，根据编号记录相应的质量m 铜。

2、由于样品盘B 直径不易测量，默认直径与散热盘A 相同，即R B =R A 。

3、确认控制器电源处于关闭状态后，将3个测微头示数旋至大于10mm ，安装加热盘C ，并通过手拧螺丝紧固。

放置散热盘A ，再将样品盘B 放在加热盘C 与散热盘A 中间，样品盘B 要求与加热盘C 、散热盘A 完全对准。

调节底部的3个测微头，使样品与加热盘、散热盘接触良好，但注意不宜过紧。

4、记录3个测微头的示数h B1、h B2、h B3。

5、将Pt100和半导体传感器分别插到加热盘C和散热盘A的小孔中。

为确保传感器与加热盘和散热盘接触良好，必要时涂上一些导热硅脂。

6、确认接线正确、完整后，打开控制器电源，设置目标温度为70℃。

加热盘即开始加热。

同时打开风扇，形成稳定的散热环境。

7、加热盘的温度上升到设定温度值时，开始记录散热盘的温度，可每隔一分钟记录一次，待在5分钟或更长的时间内散热盘的温度值基本不变，可以认为已经达到稳定状态了，该实验中约为55℃。

记录温度值T2。

8、将半导体传感器插到加热盘的小孔中，测量温度值T1。

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dtdQ 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（dZdT）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Zd 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dtdQ。

1、关于温度梯度Zd 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hT T 21-。

实验六(b) 不良导体导热系数的测定实验目的1. 掌握不良导体导热系数的测定方法——稳态平衡法。

2．测定不良导体（橡皮或胶木）的导热系数, 并学会利用冷却法绘制曲线求等温冷却速度。

实验仪器不良导体导热系数测定仪, 温度计（0～100℃, 精确到0.1℃）, 蒸汽发生器, 气压计（共用）, 游标卡尺, 螺旋测微器, 秒表。

实验原理不良导体导热系数测定仪器装置如图3－6b－1所示。

上铜板与蒸汽室相接, 汽室内的温度T1为水的沸点温度, 可由气压计测出室内压强值, 再按附近压强与沸点之间的关系求得T1。

下铜板侧面开有一个小孔, 可插入温度计, 测量T2, 下有绝热支架, 便于悬在空中有利于散热。

热传导理论指出, 只要物质内部的温度不均匀, 便有热量传递。

根据热传导定律, 沿直线L方向, 在dt时间内通过垂直于L方向上的面积元ds传递的热量为式中负号表示热量沿着温度降低的方向传递；是温度梯度；K为导热系数。

对于一个厚度为h、面积为S的圆形板状的不良导体, 若维持上、下面稳定的温度T1和T2,其侧面绝热, 则在时间内t, 沿着与S面垂直方向上传递的热量Q可表示为（3－6b－1）待测圆形板状不良导体用相同形状的铜板夹持, 如图3－6a－1所示。

若要忽略侧面散热, 应使h较小, 因而做成薄圆形板状体。

它和上下铜板密切接触, 做到紧密吻合。

只有这样, 上下铜板的温度T1.T2就是待测不良导体上下面的温度。

当温度稳定时, 导热系数可以表示为（3－6b－2）式中h、S、T1.T2均可测量。

为待测不良导体的传热速率, 在稳定传热状态下, 可以认为它等于下铜板在温度为T2时, 从下面和侧面向环境散热的速率。

本实验用下铜板的冷却曲线来求散热速率, 其方法如下: 取出待测样品, 使上下铜板直接接触一段时间后, 再取走上铜板, 让下铜板向环境散热, 自然冷却。

若这时下铜板通过上下两面和侧面的散热速率为, 则（3－6b－3）, （3－6b－4）式中c和m为下铜板的比热和质量。

不良导体导热系数的测量实验报告
实验目的：
1.了解不良导体的特性；
2.测量不良导体的导热系数。

实验原理：
不良导体是指导热性能较差的物质，如木材、塑料等。

导热系数是描述不良导体导热性能的一个物理量，它反映了单位面积、单位厚度、单位温度梯度下热量通过材料传导的能力。

导热系数越小，说明该材料导热性能越差。

实验仪器：
1.不良导体样品；
2.热绝缘材料；
3.热源；
4.温度计；
5.测量仪器。

实验步骤：
1.将热绝缘材料平铺在工作台上，摆放不良导体样品；
2.将热源放置在样品的一侧，使其与材料保持良好的接触；
3.在样品的另一侧放置温度计，用以测量温度变化；
4.开始记录温度的变化，记录一定时间内温度的变化曲线；
5.使用测量仪器测量材料的厚度和面积。

实验数据和结果：
根据记录到的温度数据，可以得到温度随时间的变化曲线。

根据这些数据，可以计算出材料的导热系数。

实验讨论：
在讨论中，可以对不良导体的导热性能进行评估，并分析不同因素对导热系数的影响。

实验总结：
通过本次实验，我们了解了不良导体的特性和导热系数的测量方法。

同时，我们也明白了导热系数与材料导热性能之间的关系。

这对于我们选择材料、设计热工设备等方面都具有重要意义。

实验 六 不良导体导热系数的测定导热系数(又称热导率)是表征物质材料热传导性质的重要物理量。

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。

1804年法国物理学家毕奥通过平壁导热实验的结果最早的表述了导热定律。

稍后，1822年法国的傅立叶运用数理的方法，更准确地把它表述为后来称之为傅立叶定律的微分形式，从而奠定了导热理论。

目前测量导热系数的方法都是建立在傅立叶导热定律的基础上。

从测量的方法来说可分为两类：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部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。

本实验采用稳态法进行测量。

【实验目的】（1）学习用稳态法测定材料的导热系数。

（2）学习如何运用实验观测的手段，尽快找到最佳的实验条件和参数，正确测出所需的实验结果的方法。

（3）学习用物体散热速率求热传导速率的实验方法。

（4）学习热电偶的测温原理和方法。

【实验原理】（１） 傅立叶热传导方程1882年法国数学、物理学家傅立叶给出了一个热导体的基本公式——傅立叶导热方程式。

该方程式指出，在物体内部，取两个垂直于热传导方向、彼此相距为h 、温度分别为1T 、2T 的平行面（设 1T >2T ），若平面面积均为 S ，在d t 时间内通过面积S 的热量d Q 满足下述表达式：dt dQ=hT T S 21-λ, （1） 式中dtdQ为热流量，λ为该物质的热导率（又称导热系数），表明物质导热的能力。

λ在数值上等于相距单位长度的两平面的温度相差1个单位时，在单位时间内通过单位面积的热量；其单位为)K m (W。

（2）本实验装置为导热系数测定仪，如图1所示。

本仪器可用于稳态法测量不良导体、金属和气体的导热系数，采用电热板加热、热电偶测温、数字毫伏表测量温差电动势。

它由电加热板、铜加热盘A,橡皮样品圆盘B,铜散热盘C 、样品支架及调节螺丝、风扇、温度传感器以及控温与测温器组成。

不良导体导热系数的测量摘要导热系数是描述物质导热性能的重要参数，对于不良导体的导热系数的准确测量具有重要意义。

本文主要介绍了不良导体导热系数测量的原理、常用方法以及相关技术要点，旨在为不同领域的研究者提供参考和指导。

引言不良导体通常指导热性能较差的材料，其导热系数远低于金属等良导体。

不良导体导热系数的准确测量对于材料研究、热工性能评估等领域具有重要意义。

本文将介绍几种常用的不良导体导热系数测量方法，并详细介绍每种方法的原理和步骤。

原理不良导体导热系数测量的原理基于热传导定律。

热传导定律描述了物质内部的热能传递过程，其中导热系数是衡量物质传导热能的能力。

不良导体导热系数的测量可以通过测量物质中的温度变化和热流密度来间接获得。

常用方法热板法热板法是一种常用且简便的不良导体导热系数测量方法。

该方法通过在样品两侧施加热流，并测量样品表面的温度变化来计算导热系数。

具体步骤如下：1.将样品放置在两个加热板之间，确保样品与加热板之间的良好接触。

2.在样品的一侧加热板上施加固定的热流。

3.使用温度传感器测量样品表面的温度变化。

4.根据热流密度和温度变化计算样品的导热系数。

横向热流法横向热流法是另一种常用的不良导体导热系数测量方法。

该方法通过在样品两侧施加热流，并测量样品横向传导热流的温度分布来计算导热系数。

具体步骤如下：1.将样品放置在热源之间，确保样品与热源之间的良好接触。

2.在样品的一侧施加固定的热流。

3.使用温度传感器测量样品横向传导热流的温度分布。

4.根据温度分布和热流密度计算样品的导热系数。

长度法长度法是一种适用于纵向导热系数测量的方法，特别适用于长棒形状的不良导体。

该方法通过测量样品两端的温差和长度来计算导热系数。

具体步骤如下：1.将样品的一端保持恒定温度，而另一端保持绝热。

2.使用温度传感器测量样品两端的温差。

3.测量样品的长度。

4.根据温差、长度和热流密度计算样品的导热系数。

相关技术要点不良导体导热系数的测量需要注意以下技术要点：1.样品与热源之间要确保良好接触，以减小热接触电阻。

不良导体热导率的测量实验简介导热系数（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，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。

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，其比例系数是导热系数，即：「「⑴dt dxdQ AT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it ⅛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Sl 中λ的单位是Wm-1K-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）。

1、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：TIT2"式中h B为样品厚度，S B一—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和T2是用传热圆筒A的底部和散热铜盘C的温度来代表，所以就必须保证样品与圆筒A的底部和铜盘C的上表面密切接触。

实验时，在稳定导热的条件下(T l 和T 2值恒定不变)，可以认为通过待测样 品盘B 的传热速率与铜盘C 向周围环境散热的速率相等。

因此可以通过 C 盘在dTdQ⅛ 稳定温度T 2附近的散热速率一，求出样品的传热速率。

不良导体导热系数的测定嘿，大家好！今天咱们聊聊不良导体和导热系数，听上去好像有点深奥，其实没那么复杂，咱们就像喝茶聊天一样轻松就行。

说到导热系数，咱们可以把它想象成材料“传热”的能力。

就好比一个人传递消息的速度，消息传得快的，咱们说它“导热”好；传得慢的，就得说它“不良导体”了。

想象一下，冬天的冷风呼啸而过，家里的暖气半天也热不起来，那就是不良导体的典型表现。

咱们得知道不良导体是啥。

顾名思义，不良导体就是那些不太擅长“传热”的材料。

它们就像那种走路慢吞吞的朋友，让人等得心急。

常见的不良导体包括木头、塑料、橡胶等等。

你试过在冬天用手去碰冰冷的塑料吗？简直像碰到了个冰块，手都冻得生疼。

这就是不良导体的“魅力”，冷得让你想哭。

要测定这些不良导体的导热系数，咱们就得用一些简单的实验方法。

可以想象，咱们在实验室里，像小科学家一样，拿着各种材料准备开干。

咱们得准备一些热源，比如热水或者加热器。

然后，把待测的材料放在热源上，一边加热一边观察。

就像烹饪一样，要耐心点，不然容易烧糊。

咱们就得用温度计来监测温度变化。

每隔一段时间，就记下材料的温度变化。

说白了，这就像是给不良导体做体检，看看它的“健康状况”。

经过一段时间，咱们就能算出导热系数了，轻轻松松，像是在做数学题一样。

实验中总会有一些小插曲。

有时候温度计不听话，显示的数字让人哭笑不得；有时候材料变得特别滑，差点让人摔个大跟头。

不过，别担心，这些都是实验的一部分。

科学就是要在失败中学习嘛，像打游戏一样，总得有些挑战才能升级。

咱们再聊聊导热系数的实际意义。

比如，家里装修的时候，大家都喜欢选那些导热系数低的材料。

这样冬天就不怕冷，夏天也能避暑。

想想看，如果家里的墙壁像冰箱一样保温，那得多舒服啊，简直就像在外面吹着凉风，惬意无比。

导热系数还和节能有关系。

低导热系数的材料可以帮助我们减少能源消耗，既环保又省钱，谁不喜欢呢？就像给自己的钱包做了个“保镖”，稳稳当当的，不怕被剁手。

不良导体导热系数的测定[实验目的]1. 用稳定流动法测定橡皮的导热系数；2. 学习用温差电偶测量温度的方法。

[实验器材]导热系数测定仪，热电偶（铜－康铜），多量程数字电压表，橡皮样品，杜瓦瓶，游标卡尺，螺旋测微计。

[实验原理]有一粗细均匀的橡皮圆盘，上平面与发热盘接触（温度高），下平面与散热盘接触（温度低），则热量将从高温面流向低温面。

在加热一段时间后，若圆盘上各处的温度不变（但不同横截面的温度不同，存在温度差），而且向圆盘侧面散失的热量可以忽略时，则在相等的时间内，通过圆盘各横截面的热量应该相等。

当圆盘各截面有热量通过，但各处温度保持不变时，就称为达到了稳定流动状态。

在稳定流动状态下，橡皮圆盘与外界的热交换为零，即上平面从发热盘吸收的热量等于下平面向散热盘放出的热量。

由此，法国数学家、物理学家约瑟夫·傅立叶给出测定导热系数的导热方程。

该方程式指出，在物体内部垂直于导热方向上，二个相距为h ，面积为A ，温度分别为θ1、θ2的平行平面，在∆t 秒内，从一个平面传到另一个平面的热量∆Q ，满足下述表达式：hA t Q 21θθλ-⋅⋅=∆∆ （1） 式中λ定义为该物质的导热系数，亦称导热率。

由此可知，导热系数——表示物质热传导性能的物理量，其数值等于二相距单位长度的平行平面上，当温度相差一个单位时，在单位时间内，垂直通过单位面积所流过的热量。

对于样品橡皮圆盘，上平面传入的热量与由散热盘向周围环境散热的速率相等（即t Q t Q ∆∆=∆∆'），而tmc t Q ∆∆=∆∆θ'，2 R A π=，所以 212 12θθπθλθθ-⋅⋅∆∆==h R t mc （2） 导热系数的SI 制单位（瓦特每米开尔文）的符号为：W/m •℃导热系数的量纲为：[][][][][][]13222--=⋅⋅⋅=∆=θθθλLMT T L L MT L t A h Q 导热系数过去常用的非SI 制单位是国际蒸汽表卡每秒厘米开（尔文）：cal / (s ·cm ·℃)，它与SI 单位的换算是：1cal / (s ·cm ·K )=418.68 w / (m ·K )材料的结构变化与杂质多寡对导热系数都有明显的影响。

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 皿一、上二—九——dS（1）dt dx2,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工和T2时，传热速率为dQ（2）dtdQ' dt 为盘自由散热速率。

而对于温度均匀的物体，有由于传热速率很难测量，但当工和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1，据此求出铜盘在T附近的冷却速率dT。

2dt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 _兀R^R + 2h) dQ ~dt—兀R(2 R + 2 h )IT（3）式中dQ' dT -- 二 mc — di -- dt这样，就有dQ _ 兀R ^R + 2 h )、 ~dt —兀R (2 R + 2h )结合(2)式，可以求出导热系数: 九二m 铜。