不良导体热导率的测定实验报告

不良导体热导率的测定实验报告一、实验目的1、了解热传导现象的基本规律。

2、学习用稳态法测量不良导体的热导率。

3、掌握热电偶测温的原理和方法。

二、实验原理当物体内存在温度梯度时，热量会从高温处向低温处传递，这种现象称为热传导。

对于一个厚度为＄d$、横截面积为＄S$ 的平板状不良导体，在稳定传热状态下，通过该导体的热流量＄Q$ 与导体两侧的温度差＄＼Delta T$ 成正比，与导体的厚度＄d$ 成反比，与导体的热导率＄＼lambda$ 成正比，即：＄Q ＝＼frac{＼lambda S ＼Delta T}｛d}＄如果在一段时间＄＼Delta t$ 内通过导体的热量为＄Q$，则热导率＄＼lambda$ 可表示为：＄＼lambda ＝＼frac{Qd}｛S\Delta T ＼Delta t}＄在本实验中，采用稳态法测量热导率。

将待测的不良导体样品制成平板状，放置在加热盘和散热盘之间。

加热盘通过电热丝加热，使热量通过样品传递到散热盘。

当加热盘和散热盘的温度稳定后，样品内的传热达到稳定状态，此时通过样品的热流量等于散热盘在单位时间内散失的热量。

散热盘在稳定温度下的散热速率可以通过测量散热盘的冷却曲线来确定。

当散热盘的温度高于环境温度时，它会向周围环境散热，其散热速率与散热盘的温度和环境温度之差成正比。

三、实验仪器1、热导率测定仪：包括加热盘、散热盘、热电偶、数字电压表等。

2、秒表3、游标卡尺4、电子天平四、实验步骤1、用游标卡尺测量样品的厚度＄d$ 和直径＄D$，计算出样品的横截面积＄S ＝＼frac{＼pi D^2}｛4}＄，用电子天平称出样品的质量＄m$ 。

2、将样品放在加热盘和散热盘之间，安装好热电偶，确保热电偶的测量端与样品良好接触。

3、接通电源，调节加热功率，使加热盘和散热盘的温度逐渐升高。

观察数字电压表的读数，当加热盘和散热盘的温度稳定后（温度变化在一定时间内小于＄01^｛＼circ}C$），记录此时加热盘和散热盘的温度＄T_1$ 和＄T_2$ 。

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 dTdQ 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。

实验报告课程名称：大学物理实验（一）实验名称：不良导体热导率的测量一、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不良导体的热导系数3.测量铜盘的散热速率二、实验原理图1是不良导体热导系数测量装置的原理图。

各部分为：A-传热圆筒、B-待测样品、C-铜盘、D-底座、E-红外灯、G-数字电压表、H-单刀双掷开关、J-杜瓦瓶。

为保证传热稳定，传热圆筒A、待测样品B和散热铜盘C三者的表面密切接触，如图2所示。

温度用热电偶的温差电动势表示，杜瓦瓶装有冰水混合物，为热电偶提供参考温度。

实验中，维持待测盘的上表面A有稳定温度，下表面铜盘C有恒定温度（侧面近似绝热）。

根据(1)式，在稳态时通过样品的传热速率可以写为，(2)式中为样品的厚度，为样品上表面的面积（为样品盘的半径），为待测样品盘的上、下表面的温度差，为导热系数。

在稳态条件下(和的值恒定不变)，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，即(2)式中的铜盘C在稳态条件下的散热速率，可以通过铜盘C的在不与样品接触时的自由散热速率（附近）得到。

由于铜盘C的稳态散热面积为，自由散热面积为，因此，(3)其中和分别是铜盘C的半径和厚度。

根据比热容的定义，自由散热速率可写为，(4)其中和分别为铜盘C的质量和比热容，为铜盘C的冷却速率。

由式(2)、(3)和(4)可得样品B的导热系数为：(5)因此只要测出铜盘C的自由冷却速率，代入相关的参数即可求出样品的导热系数。

本实验用数字电压表测得的热电偶的温差电动势表示温度。

热电偶的温度-电压系数是定值，根据(5)式可知，只需测定电压以及电压的变化率，不需计算具体的温度值。

加热装置通过自耦调压器和红外灯来实现。

通过维持加热电压等于110V，待系统达到稳态，记录稳态下铜盘C的电压值，然后测量铜盘C在该稳态电压值附近的自由散热系数，结合质量、厚度等参数即可得到该稳态下的样品的导热系数。

三、实验仪器：2.不良导体热导率的测量3.实验仪器：导热系数测量仪、杜瓦瓶、自耦调压器、数字电压表、秒表、游标卡尺、橡胶盘四、实验内容：测量橡胶盘的导热系数1.用游标卡尺测量铜盘和橡胶盘的直径和厚度，记录表格1；2.打开主仪器放大图，把红外灯上移（需先断开红外灯的连线5），同时把保温桶移开（需先断开加热盘的连线1），然后把橡胶盘放置在铜盘C上，最后移回保温桶和红外灯；3.按图7连接电路；4.双击“数字电压表”，并调零和选择量程（）；5.双击“自耦调压器”，把电压调至，等待样品导热达到稳态；等待过程中不断切换单刀双掷开关，并观察测量值，如果在10分钟内加热盘和散热盘的温度基本没有变化，则可认为达到稳态（为缩短达到稳态时间，可先将红外灯电压调至左右，大约5分钟后再将到）；记录稳态下加热盘A的电压和铜盘C的电压7.移开红外灯（需先断开红外灯的连线5）和保温桶（需先断开加热盘的连线1），取出橡胶盘，再把红外灯和保温桶复位，并连接好线；8.使铜盘C加热至高于稳态温度10度左右（电压增加约，建议不要高太多，否则降温值需要较长时间）；9.把调压器电压减小为0，移开红外灯和保温桶，让铜盘C自由冷却，每隔30s记录一次电压值，选择最接近前后的6个数据，记录表格2；10.用逐差法求出铜盘C的冷却速率，并计算橡胶盘的导热系数；用作图法求出冷却速率五、数据记录：表1 铜盘和橡胶盘的尺寸测量铜盘质量：，橡胶盘质量：铜的比热容：测量次数 1 2 3 平均值铜盘直径(mm) 128.32 128.32 128.34 128.32铜盘厚度(mm) 7.14 7.16 7.14 7.14 橡胶盘直径(mm) 130.08 130.08 130.06 130.07 橡胶盘厚度(mm)8.128.128.148.12表2 铜盘的自由冷却速率测量 稳态时加热盘A 的温度对应的电压：稳态时铜盘C 的温度对应的电压：时间（s ） 030 60 90 120 150 180 210电压V_C(mV) 2.72 2.66 2.62 2.57 2.52 2.48 2.44 2.39时间（s ） 240 270 300 330 360 390 420 电压V_C(mV)2.38 2.34 2.29 2.26 2.22 2.18 2.14六、数据处理逐差法计算冷却速率，选择靠近平衡温度的六个温度点:0 30 60 90 120 150 2.722.662.622.572.522.48dT (2.48 2.62)(2.52 2.6)(2.57 2.72)0.001604/3*30*3mV s dt -+-+-==-导热系数的大小：()()2122 0.11/(*)2 (())C C dTB dt BC C R h mch W m k R T T R h λπ+=-=-+七、结果陈述：这个散热速率和时间符合线性规律 导热系数为0.11W/(m*k)八、实验总结与思考题试分析实验中产生误差的主要因素以及实验中是如何减小误差的？ 操作时间要准确，多次测量取平均值傅里叶定律中 (传热速率)是不易测准的量。

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。

不良导体导热系数测定导热系数是反映材料导热性能的重要参数之一，导热系数大，导热性能较好的材料称为良导体；导热系数小、导热性能差的材料称为材料的不良导体。

一般来说，金属的导热系数比非金属要大；固体的导热系数比液体的要大；气体的导热系数最小。

本实验介绍一种比较简答的利用稳态法测定不良导体导热系数的方法。

稳态法是通过热源在样品内部形成一稳定的温度分布后，测定不良导体导热系数的方法。

一、实验目的1、掌握稳态法测定不良导体导热系数的方法2、了解物体散热速率和传热速率的关系 二、实验仪器1、TJQDC-1型导热系数测定仪2、游标卡尺3、天平4、镊子 三、实验原理 1、热传导定律当物体内部各处的温度不均匀时，就会有热量从温度较高处传递到温度较低处，这种现象叫热传导现象。

早在1882年著名物理学家傅立叶(Fourier)就提出了热传导的定律：若在垂直于热传播方向x 上作一截面S ∆，以d dxθ⎛⎫⎪⎝⎭表示0x 处的温度梯度，那么在时间t ∆内通过截面积S ∆ 所传递的热量Q ∆为：Q d S t dxθλ∆⎛⎫=-∆ ⎪∆⎝⎭（1） 式(1)中Qt∆∆为传热速率，负号代表热量传递方向是从高温区传至低温处，与温度梯度方向相反。

比例系数λ称为导热系数，其值等于相距单位长度的两平面的温度相差为一个单位时，在单位时间内通过单位面积所传递的热量，单位是瓦·米-1开-1(W ·m -1K -1).2、稳态法测传热速率测定样品导热系数的实验装置如图1所示。

图中待测样品 (圆盘) 半径 1R =60mm ，样品上表面与加热盘(位于上方的黄铜盘)的下表面接触，温度为1θ，加热盘由内部电热丝供热,热量由加热盘通过样品上表面传入样品，再从样品下表面与散热盘 (位于样品下面的黄铜盘) 的上表面相接, 温度为2θ，即样品中的热量通过下表面向散热盘散发。

样品上下表面温度可以认为是均匀分布，在1h 不很大情况下可忽略样品侧面散热的影响，则式(1)改写为：121QS t h θθλ-∆=∆ （2） 式(2)中S 为样品横截面积。

实验三 不良导体导热系数测定导热系数(热导率)是反映材料热性能的物理量，导热是热交换（导热、对流和辐射）三种基本形式之一，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，要认识导热的本质和特征，就需要了解材料的导热机理。

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，因此，在加热器、散热器、管道热传递设计等工程实践中具有实际意义。

1882年法国物理学家约瑟夫·付里叶(Joseph ·Fourier)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．了解热传导的基本规律及散热速率的概念； 2．学习稳态平板法测定不良导体导热系数；3．掌握一种用热电转换方式进行温度测量的方法。

【实验仪器和用具】智能导热系数测定仪，调压器，热电偶，保温杯，电加热盘，游标卡尺，待测样品。

【实验原理】当温度不同的两个物体相接触，或物体内部温度梯度存在时，物体间或物体内部就会发生热传导现象。

描述热传导规律的基本方程——付里叶方程，即当热流在x 方向流动时，可用一维方程描述，其形式为 ：s xdtdQ d )d d (θλ-= （2-1）其中，dtdQ 为在d t 时间内，热流穿过面元s d 的传热速率，xd d θ是沿面元垂直方向的温度梯度，“—”表示热量传递方向是从高温传向低温方向。

λ为物体的导热系数，其物理含义是：在单位时间内，每单位长度上温度降低1K 时，单位面积上通过的热量。

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 dTdQ 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。

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。

热传导是热互换的三种(热传导、对流和辐射)大体形式之一，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。

材料是导热机理在专门大程度上取决于它的微观结构，热量的传递依托原子、分子围绕平稳位置的振动和自由电子的迁移。

在金属中电子流起支配作用，在绝缘体和大部份半导体中那么以晶格振动起主导作用。

因此，某种材料的导热系数不仅与组成材料的物质种类紧密相关，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式精准测定。

测固体材料热导率的实验方式一样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进程，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度。

实验原理：图11、导热系数1882年法国科学家傅里叶成立了热传导理论，目前各类测量导热系数的方式都是成立在傅里叶热传导定律的基础之上的。

本实验采纳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时刻内通过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)式中为传热速度，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。

关于各向异性材料，各个方向的导热系数是不同的(经常使用张量来表示)。

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，那么维持上下平面有稳固的T1和T2(侧面近似绝热)，即稳态时通过样品的传热速度为：(2)式中hB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，要降低侧面散热的阻碍，就需要减小h。

研究性报告不良导体热导率的测量39042128一、摘要热导率，又称导热系数，反映物质的热传导能力。

按傅里叶定律（见热传导），其定义为单位温度梯度（在1m长度内温度降低1K）在单位时间内经单位导热面所传递的热量。

材料的导热系数常常需要用过实验来具体测定各种物质的热导率数值主要靠实验测定，，测量导热系数的方法比较多，但可以并为两类基本方法，即稳态法和动态法。

其理论估算是近代物理和物理化学中一个活跃的课题。

热导率一般与压力关系不大，但受温度的影响很大。

本实验为稳态法测量橡胶盘的热导率，基本原理是先对测试样品进行加热，使其内部形成稳定的温度分布，然后进行具体温度的测量，进而通过公式得出热导率。

二、关键词稳态法、傅里叶导热方程式、热电偶温差计、一维传播等三、实验基本要求1．了解热传导现象；2．学习用稳态法测非良导体的导热系数；﹒3．学会用作图法求冷却速率。

四、仪器简介【实验装置】A—带电热板的发热盘B—螺旋头C—螺旋头D—样品支架E—风扇F—热电偶G—杜瓦瓶H—数字电压表P—散热盘- 5 -2T B稳态法测定导热系数实验装置图五、实验原理及步骤当物体内部温度不均匀时，就有热量从高温向低温传递，用导热系数λ表示物体导热能力的强弱。

本实验采用稳态平板法测量不良导体的导热系数。

在本方法中，样品制成平板形，其上端面与一稳定的均匀发热体相接触，下端面与一均匀地散热体相接触。

由于平板样品的侧面积比平板平面小很多，可以认为热量只沿上下方向垂直传递， 横向由侧面散去的热量可以忽略不计，也就是说，可以认为，样品内，只在垂直样 品平面的方向上有温度梯度，在同一平面上，各处的温度相同。

设稳态时，样品的 上下平面温度分别为θ1、θ2，则根据热传导基本公式，在时间Δt 内通过平板样品的 热量ΔQ 为：tS h Q B∆-=∆21θθλ式中λ为样品的导热系数，hB 为样品的厚度，S 为样品平面的面积，本实验样品呈圆形。

设圆盘样品的半径为RB ，即2B R S π=，代入上式得：221B BR h t Qπθθλ-=∆∆本实验装置如图14-1所示，固定于底座的三足支架上，支撑着一铜散热盘P 。

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。

【实验目的】（1）了解掌握热传导现象的物理过程。

（2）掌握用稳态法测量不良导体热导率的原理及方法。

（3）学会测定橡胶盘的热导率。

不良导热体一般用稳态热流法，条件符合的话也可以使用激光导热法，但是多次测试的结果差异较大。

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，横向由侧面散去的热量可以忽略不计，即可以认为，样品内只有在垂直样品平面的方向上有温度梯度，在同一平面内，各处的温度相同。

扩展资料：
注意事项：
1、注意各仪器间的连线正确，加热盘和散热盘的两个传感器要一一对应，不可互换。

2、温度传感器插入小孔时，要抹些硅油，并使传感器与铜盘接触良好。

3、导热系数测定仪铜盘下方的风扇做强迫对流换热用，可以减少样品侧面与底面的放热比，增加样品内部的温度梯度，从而减小误差，所以实验过程中，风扇一定要打开。

大学物理实验不良导体热导率的测定实验.
不良导体热导率的测定实验.1,本次实验所测量的热导率λ,①实际上就是热容量;②是决定传热状态是否达到稳恒态的物理量;③是由绝缘材料传热性能所决定的物理量,但因要在稳恒态时才能测量,所以λ也与传热状态有关;④是完全由绝缘材料传热性能所决定的物理量,我们在稳恒态进行测量是为了使dT/dl=ΔT/Δl=(T2-T1)/l,这使测量和计算都大大简化,而不能说λ与稳恒态有关.试指出上述4种看法中,哪种正确?2,这种测λ的方法是否适用于测热的良导体?为什么?
4,热导率是一个材料的本征性能.λ= α* Cp * ρ（热扩散系数*热容量*密度）
用稳态法不太合适测量热的良导体,热的良导体热传导性能好,热量容易损失,使物体两表面的温度测量不准确.
篇一：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：
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篇二：物理实验报告测量不良导体的导热系数测量不良导体的导热系数
林一仙
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。

实验名称：不良导体导热系数的测定目的：1.学习一种测量不良导体热导率的方法。

2.学习导热系数实验仪。

为了准确测量加热板和散热器的温度，两个传感器应涂导热硅脂或硅油，以使传感器与加热板和散热板完全接触；另外，在加热橡胶样品时，为了达到稳定的传热效果，调节底部的三个微调螺丝，使样品与加热板和散热板紧密接触，注意不要有气隙。

在中间;并且不要将螺丝拧得太紧而影响样品的厚度。

2.导热系数实验仪的铜板下方的风扇用于强制对流传热，以减小样品侧面和底部之间的放热率，增加样品内部的温度梯度，从而减少实验误差。

因此，在实验期间必须打开风扇。

[实验原理]导热系数是表征材料导热系数的物理量。

材料结构的变化和杂质的不同对材料的热导率有明显的影响，因此材料的热导率经常需要通过实验来测量。

测量导热系数的实验方法一般分为两种：稳态法和动态法。

在稳态方法中，首先使用热源加热样品。

样品内部的温差使热量从高温传递到低温。

样品中每个点的温度都会随着加热速度和传热速度的变化而变化。

通过适当控制实验条件和参数，可以平衡加热和传热的过程。

可以在室内形成稳定的温度分布，据此可以计算出导热系数。

在动态方法中，样品中的最终温度分布会随时间变化，例如周期性变化。

变化的周期和幅度还受实验条件和加热速度的影响，并且与热导率有关。

在本实验中，通过稳态法测量了不良导体（橡胶样品）的热导率，并学习了通过物体的散热率计算出导热率的实验方法。

1898年首先通过平板方法（一种稳态方法）测量不良导体的热导率。

在实验中，将样品制成平板，其上端面与稳定的均匀加热体完全接触，而下端面与均匀的散热器接触。

由于板样品的侧面面积比板平面的侧面面积小得多，因此可以认为热量仅沿上下方向垂直传递，而从侧面散发的热量可以忽略不计。

也就是说，样品中样品平面的垂直方向上仅存在温度梯度，并且在同一平面中的各处温度都相同。

用稳态法测量不良导体的导热系数实验报告用稳态法测量不良导体的导热系数实验报告稳态法测量不良导体导热系数稳态法测量不良导体导热系数摘要:导热系数是反映材料导热性能的物理量，在加热器、散热器、导热管道、冰箱制造、建筑保温隔热设计等领域都涉及该设计参数。

材料的导热系数与材料的容量、空隙率、湿度、温度等因素有关，小于0.25W/m?K的材料为绝热材料。

导热系数的测量方法有稳态法和动态法两类，本实验采用稳态法。

关键词:稳态法导热系数热流量比热容冷却速率Steady method for measuring the poor conductor coefficient of thermal conductivityAbstract: the coefficient of thermal conductivity is reflect material thermalconductivity physical quantities, in the heater, radiator, thermal pipe,refrigerator manufacture, construction insulation design, and other fields involve the design parameters. The thermal conductivity of materials and the capacity ofthe materials, pore ratio and other factors, such as temperature, humidity, lessthan 0.25 W/m k. materials for insulation. Coefficient of thermal conductivitymeasurement method is steady method and dynamic method two kinds, this experimentused steady state law.Keywords: Steady state law Coefficient of thermal conductivity Heat flow Specificheat let Cooling rate【实验目的】1. 学习用稳态法测量不良导体的导热系数。

1，实验的目的是：1.了解如何正确使用量热仪和数学万用表；2.学习通过稳态方法测量不良导体的导热系数；3.掌握热传导傅立叶热传导方程的基本公式。

2，原理1.基本原理本实验利用热源形成稳定的温度分布，该温度分布在待测样品中不随时间变化，然后进行测量，即稳态法。

1882年，傅立叶给出了热传导的基本公式。

该方程式指出，如果平面面积为s，则在tδ期间通过面积s的热量Qδ满足以下方程式：1 2qkst h θδδδ-=（2.1.1），其中/ QTδδδ为热流强度K称为材料的热导率（也称为热导率），单位为w /（km⋅）。

实验装置如图1所示。

依次将圆形铜盘P，待测样品B和厚底红色铜盘a 依次放在支架d上。

红外灯L用于在1θ，2θ的稳定温度下加热样品的上，下表面，并通过在a和P侧的深孔中插入热电偶e来测量1θ和2θ分别。

E的冷端浸入Dewar H的冰水混合物中。

数字电压表f用于测量热电动势。

根据公式（2.1.1），每单位时间通过待测样品B的任何圆形截面的热通量为2124bbkdqt hπθθδδ-=（2.1.2），其中BD是圆盘的直径样品，BH是样品的厚度。

当热传递达到稳定状态时，通过板B的上表面的热流等于从黄铜板P到周围环境的散热率。

因此，通过计算在2θ的稳定温度下的黄铜板P的散热率，能够算出热通量/Qtδδ。

因此，在读取稳定的1θ和2θ之后，将B移除以直接与P接触。

当P的温度高于稳定值时，将2θ读取几度，然后移开以使P自然冷却。

通过测量温度随时间的变化，我们可以得到2Tθδθδ=，然后将稳态黄铜板的散热率的表达式修改如下：22/4 / 2p P PPP P PD DH QM CT TDDHπδδδδππ+ +（2.1.3）通过将等式（2.1.3）代入（2.1.2），我们可以得出：2124 22P P BPP pp BD h HK m CT Dδθθ+ = +-（2.1.4）2.热电偶温度测量的原理在本实验中，使用铜质常数热电偶来测量温度。

实验2—18 不良导体导热系数的测定导热系数，工程上又称热导率，是描述材料性能的一个重要参数，在物体的散热和保温工程实践中如锅炉制造、房屋设计、冰箱生产等都要涉及这一参数。

由于材料结构的变化对导热系数有明显的影响，导热系数的测量不仅在工程实践中有重要的实际意义，而且对新材料的研制和开发也具有重要意义。

测量导热系数的实验方法一般分为稳态法和动态法两类。

测量良导体和不良导体导热系数的方法各有不同。

对于良导体，常用流体换热法测量所传递的热量，计算导热系数；对于不良导体，通过测量传热速率，间接测量所传递的热量，计算导热系数。

稳态平板法是测量不良导体导热系数的一种常用方法。

【实验目的】1．掌握不良导体导热系数的测定方法——稳态平板法。

2．利用物体的散热速率求传热速率。

3．了解相关仪器及热电偶测温度。

【实验仪器】本实验所用仪器有：实验装置、红外灯、调压器、杜瓦瓶、热电偶、电压表、秒表等。

实验装置如图2—18—1所示，在支架D 上先后放上圆铜盘C 、待测样品B 和厚底紫铜圆筒A 。

在A 的上方用红外灯L 加热，使样品上、下表面各维持稳定的温度T 1、T 2，它们的数值分别用各自的热电偶E 来测量，E的冷端浸入盛于杜瓦瓶H 内的冰水混合物中。

G 为双刀双向开关，用以变换上、下热电偶的测量回路，电压表F 用以测量温差电势。

【实验原理】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Z 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dSdt dZdT dQ λ-=式中负号表示热量沿着温度降低的方向传递；dZdT 是温度梯度；λ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、下面稳定的温度图2－18－1T 1和T 2,其侧面绝热，则在时间∆t 内，沿着与S 面垂直方向上传递热量Q ∆可表示为 t S hT T Q ∆-=∆21λ （2－18－1）本实验装置如图2—18—1所示，由上述热传导基本公式通过待测样品B 板的传热速率可写成：221B BR h TT tQ ⋅⋅-⋅=∆∆πλ （2—18—2）式中h B 为样品厚度，R B 为样品圆板的半径，T 1为样品圆板上表面的温度，T 2为其下表面的温度，λ为样品B 的导热系数。