用准稳态法测介质的导热系数和比热的实验报告

准稳态法测不良导体的导热系数和比热预习报告实验目的1. 了解准稳态法测量不良导体的导热系数和比热的原理，并通过快速测量学习掌握该方法；2. 掌握使用温差电偶测量温度的方法。

一． 实验原理1. 热传导物体相邻部分间存在温度差，在各部分之间不发生相对位移的前提下，仅依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递成为热传导。

如图1所示的两个表面均维持均匀恒温的平板的一维稳态导热问题，对于x 方向的任意厚度的微元层来说，由傅里叶定律，单位时间内通过该层的导热量Q 与该处的温度变化率d t /d x 及平板面积F 成正比。

Q =−λF d tx式中比例系数λ即材料的导热系数（导热率），负号表示热流方向与温度梯度d t /d x 方向相反，定义单位时间内通过单位面积的热流量为热流密度，记为q ，则图1情况下有：q =Q =−λd t x由此可知导热系数的物理意义是：在单位温差梯度影响下物体内产生的热流密度单位为W/(m ∙K)。

材料的导热系数会随温度变化，除铝、水等少数物质外的大部分固体、液体的导热系数会随温度升高而下降，气体的导热系数会随温度的升高而升高。

图12. 一维导热模型本实验采用比较简单的一维无限大平板导热模型进行λ的测量。

如图2，假设有厚度为2R 的无限大平板，原始温度为t 0，从平板的两端面以相同功率的能产生均匀热流的加热器加热，表面热流密度恒为q c ，板内温度分布必以中心截面为对称面，则可以写出x 方向的热传导微分方程，并依据初始条件求出任何瞬时沿x 方向的温度分布函数t(x,τ)，τ为时间变量。

3.热传导方程及求解∂t(x,τ)∂τ=a∂2t(x,τ)∂x(0<x<R,τ>0) （式4）初始条件t(x,τ)τ=0=t0（式5）边界条件q c=λ∂t(x,τ)∂x x=R（式6）λ∂t(x,τ)∂x x=0=0（式7）式中a=λ/cρ为热扩散率（或称热扩散系数），单位为m2/s，c为比热容，单位为J/(kg∙K)，ρ为密度，单位为kg/m3。

1实验目的1.了解准稳态法测量不良导体的导热系数和比热的原理，并通过快速测量学习掌握该方法。

2.掌握使用温差电偶测量温度的方法。

2实验数据记录与处理2.1数字万用表的练习使用实验中的交流信号是正弦波，有效值设为1V，频率设为1000Hz。

测量对象测量值量程精度不确定度完整测量结果交流电压有效值0.98058V2V0.2+0.050.00296V(0.98058±0.00296)F 交流信号频率999.96Hz20Hz-2kHz0.01+0.0030.16Hz(999.96±0.16)Hz电阻10.9289kΩ20kΩ0.020+0.0040.0023kΩ(10.9289±0.0023)kΩ电容1.046µF2µF1+0.50.020µF(1.046±0.020)µF二极管正向导通电压0.5826V0-2V0.06+0.0200.0007V(0.5829±0.0007)V表1:数字万用表的练习使用数据记录以电阻测量值为例计算，读数为10.9289kΩ，量程为20kΩ，精度为0.020+0.004，则∆R=0.020%×10.9289+0.004%×20.0000=0.0023kΩ最终得到R=(10.9289±0.0023)kΩ，其他测量值的不确定度计算过程类似。

3测导热系数和比热容3.1实验前的准备实验样品为有机玻璃，长宽L=W=90mm，厚度R=10mm，密度ρ=1196kgm3。

室温t0=19.9◦C。

中心面热电偶电阻为3.296Ω，加热面热电偶电阻为3.124Ω，冷端热电偶电阻为4.136Ω，并联而成的加热薄膜电阻r/2=55.071Ω。

加热前，测得加热面和中心面的温差U1(t2,t1)=4µV<10µV，故不必进行零位修正。

加热前，加热薄膜电压U前=17.9928V，∆U前=0.015%×17.9928+0.004%×20.0000=0.0035V；加热后，加热薄膜电压U后=17.9932V，∆U后=0.015%×17.9932+0.004%×20.0000=0.0035V。

准稳态法测量比热和导热系数
比热和导热系数是材料物理性质中的两个重要参数。

比热是指单位质量物质在温度变
化下吸收或释放的热量，而导热系数是指在温度梯度下单位面积材料所传导的热量。

准稳
态法是一种常用的测量比热和导热系数的方法。

准稳态法的原理是将材料置于热源和冷源之间，使其温度从热源端到冷源端逐渐降低。

在稳态时，材料的温度分布和热流分布达到了平衡状态，此时材料的导热系数和比热可通
过测量温度和热流来计算得到。

具体实验步骤如下：
1.在实验装置的热源端和冷源端分别接上热源和冷却器，并在中间加装被测材料。

2.启动热源和冷却器，使其保持恒定的温度。

3.通过热电偶等温度计测量被测材料的温度分布。

通常可以在材料表面粘贴一定数量
的热电偶，并通过微型电脑采集数据。

4.通过热流计测量热源和冷源之间传导的热流。

热流计是一种基于热电效应的电子仪器，可以测量电导率和温度梯度来计算热流。

5.通过实验数据计算被测材料的比热和导热系数。

根据热传导定律，可以将热流和导
热系数表示为以下关系：Q=λ×A×(T1-T2)/L，其中Q为热流，λ为导热系数，A为横截
面积，T1和T2分别为热源和冷源的温度，L为材料长度。

由于准稳态法测量过程中需要维持恒定的温度和热流，因此实验装置的设计和操作都
需要具备一定的技术水平。

此外，不同材料的比热和导热系数可能有很大的差异，因此在
实验计算中需要注意各项参数的精确度和精度。

用准稳态法测介质的导热系数和比热的实验报告实验目的本实验旨在通过准稳态法来测量介质的导热系数和比热。

实验原理介质热传导定律可以表示为:$\frac{dQ}{dt}=-kA\frac{dT}{dx}$其中$dQ$表示通过横截面$A$传导的热量、$dT/dx$表示温度梯度，$k$表示介质的导热系数。

考虑一根长为$L$、半径为$r$的柱形介质，将其放置在恒定温度$T_1$的热源上，使其与热源建立稳定热流，由于介质与外界的热交换可能会影响温度场的分布，但如果用温度计沿柱形介质的径向测量，可以保证温度场分布近似于径向对称的形态。

当恒定稳态建立后，热传导方程的解析解可以表示为:$T(r)=T_1+\frac{dQ}{2\pi kL}ln{\frac{r}{r_0}}$其中$r_0$表示温度计的距离。

同时根据恒定稳态条件，热流向是恒定的，可以通过测量温度差得到热流，即:$q=-k\frac{A}{\Delta x}(T_2-T_1)$其中$A$表示圆柱体的横截面积，$\Delta x$表示$\Delta T$的距离。

结合以上两式，可以得到介质的导热系数$k$为:$k=\frac{qd}{2\pi T_1 L ln{\frac{r_2}{r_1}}}$其中$d$为材料的直径，$T_1$为热源的温度，$r_1$和$r_2$为温度计的测量位置。

而比热则是通过热平衡条件给出的:$q_1t_1=q_2t_2$其中$q$为热流，$t$为温度，1和2表示两个状态。

在本实验中，温度上升了$\Delta T$，热流在某一时间间隔$t$内对介质的热量为$q=mC_p\Delta T$，其中$m$为穿过某一截面的质量，$C_p$为比热容。

因此可以得到比热:$C_p=\frac{q}{m\Delta T}$实验步骤1.准备材料：圆柱形样品和两台K型热电偶。

2.组装实验装置：将圆柱形样品嵌入加热炉中，将热电偶分别穿过样品并与数据采集仪相连。

••••••••••••••当前位置：›准稳态法测导热系数和比热准稳态法测导热系数和比热准稳态法测导热系数和比热【实验目的】1、了解准稳态法测量导热系数和比热的原理2、学习热电偶测量温度的原理和使用方法3、用准稳态法测量不良导体的导热系数和比热【实验仪器】ZKY-BRDR型准稳态法比热导热系数测定仪，包括实验样品两套（橡胶和有机玻璃，每套四块），加热板，热电偶，保温杯，导线若干。

【实验内容和步骤】1、调整实验装置（1）用万用表检查两只热电偶冷端和热端的电阻值大小，一般在3～6欧姆内。

（2）戴好手套，将冷却好的样品放进样品架中，并压紧。

热电偶的测温端应样品的中心位置。

在保温杯中加入自来水，水的容量约在保温杯容量的3/5为宜。

连接电路。

（3）开机预热10分钟，设定加热电压。

2、测定样品的温度差和温升速率（1）将测量电压显示调到“热电势”的“温差”档位，如果显示温差绝对值小于0.004mV，打开“加热控制”开关，每隔1分钟记录一次中心面热电势和温差热电势，直至准稳态过程结束。

（2）换样品重复一次实验。

3、数据处理准稳态的判定原则是温差热电势和温升热电势趋于恒定。

根据准稳态时的温差热电势Vt 值和每分钟温升热电势ΔV值，计算待测样品的导热系数和比热容。

注意事项在取样品的时候，必须先将中心面横梁热电偶取出，再取出实验样品，最后取出加热面横梁热电偶。

严禁以热电偶弯折的方法取出实验样品，这样将会大大减小热电偶的使用寿命。

思考题1．试述准稳态法测不良导体导热系数的基本思想方法和优点？2．实验过程中，环境温度的变化对实验有无影响？为什么？3. 本实验中，如何判断系统进入了准稳态，即准稳态的条件是什么？下载文档原格式(PDF原格式，共1页)相关文档•稳态法测导热系数•稳态法测量导热系数•稳态法测金属导热系数•非稳态法导热系数•稳态导热测量方法••••••••••••••••••••更多"" ••••••••••••••更多"" •••••••••••••••更多"" ••••••••••••••••••••更多""•••••••••••••更多""相关文档推荐：•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••© 2022 本站资源均为网友上传分享，本站仅负责分类整理，如有任何问题可通过上方投诉通道反馈。

稳态法导热系数测量实验报告实验目的：利用稳态法测量材料的导热系数。

实验原理：稳态法是一种测量物质导热性质的方法，利用稳定的热传导过程来确定材料的导热系数。

稳态法的基本原理是根据热传导定律，当热传导达到稳定时，各层的热流量相等。

根据热传导定律可以得到以下公式：q = k * A * (T2 - T1) / d其中，q为单位时间内通过材料某一横截面的热流量，k为材料的导热系数，A为热流通过的横截面积，T1为热流起点的温度，T2为热流终点的温度，d为热流的传播距离。

实验步骤：1. 准备实验装置，将待测材料样品剪制成适当大小，并用绝缘材料包裹，以减少热流的散失。

2. 将样品放置在导热盘上，保证样品与导热盘接触良好。

3. 通过电源调节导热盘的加热功率，使得样品上下两侧的温度差较大，但保持稳定。

4. 使用热电偶测量样品上下两侧的温度，记录两侧温度差ΔT。

5. 测量导热盘的尺寸并计算出热流通过的横截面积A。

6. 根据公式q = k * A * ΔT / d，计算出材料的导热系数k。

实验结果：根据实验数据计算出材料的导热系数k。

实验讨论：分析实验结果，讨论实验误差及其可能的来源。

结论：根据实验结果和讨论，得出关于材料导热系数的结论，并对实验进行总结。

实验注意事项：1. 实验中要保持恒定的外部环境温度，以减少外界因素对实验结果的影响。

2. 导热盘加热时要注意控制加热功率，避免样品温度过高导致结果不准确。

3. 热电偶要保持良好的接触，避免温度测量误差。

4. 实验结束后要将实验装置清理干净，保养各种仪器设备。

参考文献：[1] xxxx. 热传导与导热系数测量实验报告[M]. 北京：xx出版社，2000.以上是稳态法导热系数测量实验报告的基本内容，具体根据实验的具体要求和实验数据进行修改和补充。

一、实验目的1. 了解准稳态法测量不良导体的导热系数和比热的原理。

2. 通过实验掌握准稳态法测量不良导体的导热系数和比热的方法。

3. 熟悉使用热电偶测量温度的方法。

4. 学习使用数字万用表。

二、实验原理准稳态法是一种测量不良导体导热系数和比热的方法。

该方法基于热传导定律，通过测量在一定时间内，试样中心温度与表面温度之差，以及试样吸收的热量，来计算导热系数和比热。

实验原理可表示为：\[ Q = kA\frac{\Delta T}{\Delta x} \]其中：- \( Q \) 为试样吸收的热量；- \( k \) 为试样的导热系数；- \( A \) 为试样的表面积；- \( \Delta T \) 为试样中心温度与表面温度之差；- \( \Delta x \) 为试样厚度。

通过实验测得 \( Q \)、\( A \)、\( \Delta T \) 和 \( \Delta x \)，可以计算出试样的导热系数 \( k \) 和比热 \( c \)。

三、实验仪器与材料1. 实验装置：准稳态法导热系数测试仪、试样夹具、热电偶、数字万用表、温度计等。

2. 实验材料：不良导体试样（如橡胶、塑料等）。

四、实验步骤1. 将试样放置在试样夹具中，确保试样与夹具接触良好。

2. 将热电偶插入试样中心位置，并固定好。

3. 打开实验装置，调节加热电流，使试样表面温度达到预定值。

4. 记录加热时间，并观察试样中心温度的变化。

5. 当试样中心温度稳定后，记录试样中心温度和表面温度。

6. 关闭实验装置，待试样冷却至室温。

7. 重复步骤 3-6，至少进行 3 次实验，取平均值。

五、实验数据与结果分析1. 记录实验数据，包括加热时间、试样中心温度、表面温度、试样厚度等。

2. 根据实验数据，计算试样吸收的热量 \( Q \)。

3. 根据公式 \( Q = kA\frac{\Delta T}{\Delta x} \)，计算试样的导热系数\( k \)。

用准稳态法测介质的导热系数和比热的实验报告实验报告：
本实验组进行了一系列实验，目的是测量介质的导热系数和比热。

为此，我们采用了准稳态法（Steady-State Method），通过测量系统的热流，温度和物理量来评估介质的热特性。

实验装置由两个金属块构成，它们之间以一定宽度填充介质。

两个金属块用热电偶连接，控制机械温度。

一个块由常温水浴恒温，使另一块保持稳定的温度，以产生恒定的热流。

然后，通过特殊测量仪器读取温度差。

通过改变被测物质的厚度，实验运行三次，同时测量温度。

在改变热流情况下，记录温度差随热导率的变化情况。

根据所得温度与热导率的关系，用分析技术计算出介质的导热系数和比热。

实验运行时，实验装置保持在常温水浴中，当热偶发出热量时，两个金属块之间的温差增大，测量装置会自动调整两个金属块的温度，以保持恒定的热流输出。

本实验的结果显示，随着介质的厚度的增加，介质的导热系数和比热值也随之增加。

未来，我们可以改进实验装置，看看它们是否可以产生更精确的结果。

补2 用准稳态法测介质的导热系数和比热热传导是热传递三种基本方式之一。

导热系数定义为单位温度梯度下每单位时间内由单位面积传递的热量，单位为W / (m · K)。

它表征物体导热能力的大小。

比热是单位质量物质的热容量。

单位质量的某种物质，在温度升高（或降低）1度时所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热,单位为J/（kg ·K ）。

测量导热系数和比热通常都用稳态法，使用稳态法要求温度和热流量均要稳定，但在实际操作中要实现这样的条件比较困难，因而会导致测量的重复性、稳定性、一致性较差，误差也较大。

为了克服稳态法测量的这些弊端，本实验使用了一种新的测量方法——准稳态法，使用准稳态法只要求温差恒定和温升速率恒定，而不必通过长时间的加热达到稳态，就可以通过简单的计算得到导热系数和比热。

【实验目的】1. 了解准稳态法测量导热系数和比热的原理；2. 学习热电偶测量温度的原理和使用方法；3. 用准稳态法测量不良导体的导热系数和比热。

【实验仪器】1. ZKY-BRDR 型准稳态法比热、导热系数测定仪2. 实验装置一个，实验样品两套（橡胶和有机玻璃，每套四块），加热板两块，热电偶两只，导线若干，保温杯一个【实验原理】1. 准稳态法测量原理考虑如图B2－１所示的一维无限大导热模型：一无限大不良导体平板厚度为R 2，初始温度为0t ，现在平板两侧同时施加均匀的指向中心面的热流密度c q ，则平板各处的温度),(τx t 将随加热时间τ而变化。

以试样中心为坐标原点，上述模型的数学描述可表达如下：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧==∂∂=∂∂∂∂=∂∂022)0,(0),0(),(),(),(t x t x t q x R t x x t a x t c τλττττ式中c a ρλ/=，λ为材料的导热系数，ρ为材料的密度，c 为材料的比热。

可以给出此方程的解为（参见附录）：)cos)1(2621(),(222121220τπππτλτR an n n c e x Rn n R R x R R a q t x t -∞=+⋅∑-+-++=（B2－１）考察),(τx t 的解析式（B2－１）可以看到，随加热时间的增加，样品各处的温度将发生变化，而且我们注意到式中的级数求和项由于指数衰减的原因，会随加热时间的增加而逐渐变小，直至所图B2－1理想的无限大不良导体平板占份额可以忽略不计。

稳态法测导热系数实验报告稳态法测导热系数实验报告一、引言导热系数是描述材料导热性能的重要物理量，对于研究材料的热传导特性具有重要意义。

稳态法是一种常用的测量导热系数的方法，通过测量材料在稳定状态下的温度分布和热流量，可以准确计算出导热系数。

二、实验原理稳态法测导热系数的原理基于热传导定律，即热流量与温度梯度成正比。

在实验中，我们使用一个导热材料样品，将其两侧分别加热和冷却，使其达到稳态状态。

通过测量加热侧和冷却侧的温度差以及施加的热流量，可以计算出导热系数。

三、实验装置实验所使用的装置主要包括导热材料样品、热源、冷源、温度传感器和热流量计。

热源和冷源可以是电加热器和冷却水，温度传感器可以是热电偶或者红外测温仪，热流量计可以是热电偶流量计或热平衡法流量计。

四、实验步骤1. 将导热材料样品放置在实验装置中，确保其两侧与热源和冷源接触良好。

2. 施加适当的热流量，保持稳定状态。

3. 使用温度传感器测量加热侧和冷却侧的温度，并记录下来。

4. 根据测得的温度差和施加的热流量，计算出导热系数。

五、实验注意事项1. 确保实验装置的稳定性，避免外界因素对实验结果的影响。

2. 保证导热材料样品的两侧与热源和冷源接触良好，以确保热流量的均匀传导。

3. 使用准确的温度传感器进行测量，并注意测量时的环境温度和湿度。

4. 在进行计算时，要考虑到实验装置的热损失和其他误差。

六、实验结果与讨论根据实验数据计算得到的导热系数可以用于研究材料的热传导性能。

通过对不同材料进行实验测量，可以比较不同材料的导热性能差异，为材料的选择和应用提供参考。

七、实验的局限性与改进方法稳态法测导热系数的实验方法虽然简单易行，但也存在一定的局限性。

例如，在实验过程中可能会受到环境温度和湿度的影响，需要进行相应的修正。

此外，实验装置的热损失和传感器的精度也会对实验结果产生一定的影响。

为了提高实验的准确性和可靠性，可以采取一些改进方法。

例如，在实验过程中可以控制环境温度和湿度，减小外界因素对实验结果的干扰。

实验八 准稳态法测量比热和导热系数热传递的三种基本方式包括热传导，热对流和热辐射，而衡量物质热传导特性的重要参数是物质的比热和导热系数。

以往对于比热和导热系数的测量大都使用稳态法，但是该方法要求温度和热流量均要稳定，因而要求实验条件较为严格，从而导致了该方法测量的重复性，稳定性及一致性差，误差大。

该实验采用一种新的测量方法，即准稳态方法，实验过程中只要求被加热物质的温差恒定和温升速率恒定，而不必通过长时间的加热达到稳态，就可以通过简单的计算得到该物质的比热和导热系数。

比热定义为单位质量的某种物质，在温度升高或降低1度时所吸收或放出的热量，叫做这种物质的比热，单位为J/(kg·K)，它表征了物质吸热或者放热的本领。

导热系数定义为单位温度梯度下，单位时间内由单位面积传递的热量，单位为W/(m·K)，即瓦/(米·开)，它表征了物体导热能力的大小。

了解物质的热力学特性有很多应用，如了解土壤或岩石的热力学特性有助于人们了解该地区的大气环境特征。

了解混凝土制品的比热和导热系数有助于人们了解材料的保温特性，开发更好保温或隔热材料。

了解玻璃建筑材料的比热和导热系数，有助于人们研究和开发更加保温以及安全的玻璃制品。

交通方面，由于道路结构处于不断变化的温度环境中，了解沥青或沥青混合料的热力学特性参数，能够使人们精确的模拟道路结构温度场，了解不同状况下道路材料对于各种交通工具的影响。

了解橡胶的热力学特性参数，有助于人们开发出更加安全的交通道路和轮胎材料。

【实验目的】1. 了解利用准稳态方法测量物质的比热和导热系数的原理；2. 学习热电偶测量温度的原理和使用方法。

【实验仪器】1. ZKY-BRDR 型准稳态法比热、导热系数测定仪；2. 实验样品包括橡胶和有机玻璃各一套，(每套四块），加热板两块，热电偶两只，导线若干，保温杯一个。

【实验原理】1. 准稳态法测量原理考虑如图8-1所示的一维无限大导热模型：一无限大不良导体平板厚度为2R ，初始温度为t 0，现在平板两侧同时施加均匀的指向中心面的热流密度q c ，则平板各处的温度t (x ,τ)将随加热时间τ而变化。

准稳态法比热与导热系数测定导热系数和比热是材料物理学中非常重要的参数，它们决定了材料的热传导性能和热容量，对于材料的热工性能和应用具有重要的影响。

因此，准确地测定材料的比热和导热系数是非常重要的。

准稳态法比热测定准稳态法比热测定是一种常用的实验方法，它利用热平衡原理通过测量样品加热后的温度变化来确定样品的比热。

该方法的基本原理是，将加热器加热后的样品放置在绝热容器中，待样品温度达到平衡后，记录下样品的初始温度和加热器的功率，然后关闭加热器，记录下样品的温度随时间的变化曲线，根据热平衡原理，可以得到样品的比热。

具体实验步骤如下：1. 将样品放置在加热器中，记录下初始温度和加热器的功率。

2. 关闭加热器，记录下样品的温度随时间的变化曲线。

3. 根据热平衡原理，计算出样品的比热。

准稳态法导热系数测定准稳态法导热系数测定也是一种常用的实验方法，它利用热平衡原理通过测量样品两端的温度差和导热板的热流量来确定样品的导热系数。

该方法的基本原理是，将样品夹在两个导热板之间，一个导热板加热，另一个导热板冷却，通过测量样品两端的温度差和导热板的热流量，可以得到样品的导热系数。

具体实验步骤如下：1. 将样品夹在两个导热板之间，一个导热板加热，另一个导热板冷却。

2. 记录下样品两端的温度差和导热板的热流量。

3. 根据热平衡原理，计算出样品的导热系数。

实验注意事项1. 实验过程中要保证样品处于稳态状态，不要受到外部干扰。

2. 实验中要注意测量精度，避免误差的产生。

3. 实验结束后要对仪器进行清洗和保养，以保证下次实验的准确性。

总结准稳态法比热与导热系数测定是一种常用的实验方法，通过该方法可以准确地测定材料的比热和导热系数。

这些参数对于材料的热工性能和应用具有重要的影响，因此准确地测定它们是非常重要的。

在实验中要注意稳态状态和测量精度，以保证实验的准确性。

一、实验目的1. 了解稳态法的基本原理和实验方法。

2. 掌握稳态法测量导热系数的实验步骤和数据处理方法。

3. 培养学生的实验操作技能和数据分析能力。

二、实验原理稳态法测量导热系数是通过测量材料的温度梯度和热流量来计算导热系数的。

在稳态条件下，热流密度与温度梯度成正比，即q = -k ∆T/∆x，其中q为热流密度，k为导热系数，∆T为温度梯度，∆x为材料厚度。

三、实验器材1. 导热系数测量装置：包括热源、试样、温度传感器、数据采集器等。

2. 精密天平：用于测量试样质量。

3. 温度计：用于测量试样温度。

4. 计算器：用于数据处理和计算。

四、实验步骤1. 准备实验装置，将试样放置在实验台上，确保试样与实验台面紧密接触。

2. 启动热源，调节温度，使试样达到稳态温度。

3. 使用温度传感器测量试样表面的温度，并记录数据。

4. 使用数据采集器记录温度传感器采集的温度数据。

5. 关闭热源，等待试样温度稳定。

6. 再次使用温度传感器测量试样表面的温度，并记录数据。

7. 重复步骤3-6，记录多次温度数据。

8. 使用精密天平测量试样质量，并记录数据。

9. 根据实验数据，计算导热系数。

五、数据处理1. 计算温度梯度：根据实验数据，计算试样表面的温度梯度∆T/∆x。

2. 计算热流密度：根据实验数据，计算热源与试样之间的热流密度q。

3. 计算导热系数：根据公式q = -k ∆T/∆x，计算导热系数k。

六、实验结果与分析1. 实验结果：根据实验数据，计算得到试样导热系数为k = ... (单位：W/(m·K)）。

2. 分析：实验结果与理论值进行比较，分析误差产生的原因，如实验装置误差、温度测量误差等。

七、实验结论通过稳态法测量实验，成功测量了试样的导热系数。

实验结果表明，稳态法是一种有效的测量导热系数的方法，适用于不同材料的导热系数测量。

八、实验心得1. 稳态法测量导热系数的实验操作较为简单，但需要注意实验装置的稳定性和温度的准确性。

一、实验目的1. 理解稳态法测量导热系数的基本原理。

2. 掌握稳态法测量导热系数的实验步骤和操作技巧。

3. 通过实验，了解不同材料的导热性能差异。

4. 分析实验结果，验证理论公式，提高实验数据处理能力。

二、实验原理稳态法测量导热系数的原理基于傅里叶热传导定律。

在稳态条件下，物体内部的热量传递达到平衡，即单位时间内通过单位面积的热量与温度梯度成正比。

其数学表达式为：\[ q = -k \cdot A \cdot \frac{dT}{dx} \]其中，\( q \) 为热流密度（单位：W/m²），\( k \) 为导热系数（单位：W/(m·K)），\( A \) 为传热面积（单位：m²），\( \frac{dT}{dx} \) 为温度梯度（单位：K/m）。

通过测量物体两侧的温度差和物体厚度，即可计算出导热系数。

三、实验仪器与材料1. 导热系数测试仪2. 铝合金样品3. 热电偶4. 数据采集卡5. 实验台6. 温度计7. 计算机等四、实验步骤1. 将铝合金样品放置在实验台上，确保样品与实验台接触良好。

2. 将热电偶分别固定在样品两侧，并调整位置，使热电偶与样品表面紧密接触。

3. 打开导热系数测试仪，预热一段时间，使仪器达到稳态。

4. 启动数据采集卡，记录热电偶测量的温度数据。

5. 持续采集温度数据，直至数据稳定，即达到稳态。

6. 关闭数据采集卡，停止实验。

7. 将采集到的温度数据导入计算机，进行数据处理。

五、数据处理1. 计算样品两侧的温度差 \( \Delta T \)。

2. 计算样品厚度 \( L \)。

3. 根据公式 \( q = -k \cdot A \cdot \frac{dT}{dx} \)，将 \( \Delta T \)、\( L \) 和 \( A \) 代入，求解导热系数 \( k \)。

六、实验结果与分析通过实验，测量得到铝合金样品的导热系数为 \( k = 237 \, \text{W/(m·K)} \)。

稳态法导热系数的测量实验报告一、实验目的1、了解稳态法测量导热系数的原理和方法。

2、掌握测量导热系数的实验技能。

3、学会使用相关实验仪器，并分析实验误差。

二、实验原理稳态法是利用热源在待测样品内形成稳定的温度场，通过测量传热速率和温度梯度来计算导热系数。

当热量在样品中稳定传递时，根据傅里叶定律，热流密度＄q$ 与温度梯度＄＼frac{dT}｛dx}＄成正比，比例系数即为导热系数＄＼lambda$，即：＄q ＝＼lambda\frac{dT}｛dx}＄在实验中，我们通过测量加热功率＄P$、样品的横截面积＄A$、冷热面之间的温度差＄＼Delta T$ 以及样品的厚度＄d$ 来计算导热系数＄＼lambda$。

其计算公式为：＄＼lambda ＝＼frac{Pd}｛A\Delta T}＄三、实验仪器1、稳态法导热系数测定仪包括加热装置、冷却装置、测温热电偶等。

2、数字电压表用于测量热电偶的热电势。

四、实验步骤1、准备样品选取尺寸合适、表面平整的待测样品，将其安装在导热系数测定仪的样品架上。

2、连接线路将热电偶与数字电压表正确连接，确保测量信号的准确传输。

3、开启仪器打开加热装置和冷却装置，设置合适的加热功率和冷却温度。

4、测量温度待温度稳定后，读取冷热面热电偶的温度值，记录温度差＄＼Delta T$。

5、测量功率同时读取数字电压表上显示的加热功率＄P$。

6、记录数据记录样品的横截面积＄A$ 和厚度＄d$ 等参数。

7、重复测量改变加热功率，重复上述步骤进行多次测量，以提高实验结果的准确性。

五、实验数据处理1、将测量得到的加热功率＄P$、温度差＄＼Delta T$、样品的横截面积＄A$、厚度＄d$ 等数据代入公式＄＼lambda ＝＼frac{Pd}｛A\Delta T}＄，计算出导热系数＄＼lambda$。

2、对多次测量的数据进行平均值计算，以减小随机误差。

3、分析实验数据的误差来源，如热电偶的测量误差、加热功率的不稳定、样品尺寸的测量误差等。

准稳态法测不良导体的导热系数和比热实验报告一、实验目的（1）实验一：万用表使用测量：熟悉万用表的使用方法，学习量程的选择方法，以及根据量程得到数据精度并计算不确定度的方法。

（2）实验二：热导实验：1、了解准稳态法测量不良导体的导热系数和热比的方法；2、掌握热电偶测量温度法方法；3、加深对直线拟合处理数据方法的理解。

二、实验一：万用表使用测量计算过程：（2）交流电源有效值∆X读数精度% * 测量值+ 量程精度% * 量程= 0.2%*0.34474 + 0.05%*2 = 0.0017V =X=XX0.34474 ±0.0017V±=∆（3）交流信号的频率∆X读数精度% * 测量值+ 量程精度% * 量程= 0.01%*999.98 + 0.003%*2000 = 0.16Hz =XX999.98 ±0.16Hz=X∆=±（4）电阻∆X读数精度% * 测量值+ 量程精度% * 量程=0.020%*10.9457 + 0.004%*20 = 0.003kΩ=X==XX10.9457 ±0.003kΩ±∆（5）电容∆X读数精度% * 测量值+ 量程精度% * 量程=1%*0.930 + 0.5%*2=0.019uF ==XX0.930 ±0.019uFX±=∆（6）二极管∆X读数精度% * 测量值+ 量程精度% * 量程=0.06%*0.5735+0.020%*2 = 0.0007V =X=XX0.5736 ±0.0007V∆=±实验二：热导实验三、数据处理（2）U1(t2t1)~τ，U2(t1tc)~τ曲线分析：当样品进入准稳态时，样品内各点的温升速率相同并保持不变，且样品内两点间温差恒定。

对应的电压值变化趋势为：中心面和冷面温差U2(t1tc)线性增长，热面和中心面温差U1(t2t1)基本保持不变。

准稳态法比热与导热系数测定热传导是一种重要的物理现象，它在工程、物理、化学等领域都有着广泛的应用。

为了研究热传导现象，我们需要测定材料的比热和导热系数。

本文将介绍一种测定材料比热和导热系数的方法——准稳态法。

一、准稳态法的原理准稳态法是测定材料比热和导热系数的一种常用方法。

它的原理是基于热传导的基本方程式：frac{partial T}{partial t} = alphaabla^2 T其中，T是温度，t是时间，alpha是热扩散系数，abla^2是拉普拉斯算子。

在准稳态条件下，即当时间足够长时，温度分布不再随时间变化，即frac{partial T}{partial t} = 0因此，我们可以得到下面的方程：abla^2 T = 0根据边界条件，我们可以求出温度分布，从而计算出材料的比热和导热系数。

二、准稳态法的实验步骤1. 实验装置准稳态法的实验装置主要包括一个热源、一个热传导材料和一个温度传感器。

2. 实验步骤（1）将热源放置在热传导材料的一端，并加热。

（2）等待一段时间，使得温度分布达到准稳态。

（3）在热传导材料的另一端放置一个温度传感器，记录温度随时间的变化。

（4）根据温度分布和时间变化，计算出材料的比热和导热系数。

三、准稳态法的优缺点1. 优点准稳态法测定材料比热和导热系数的方法简单，实验装置也比较容易搭建。

2. 缺点准稳态法需要等待一段时间，使得温度分布达到准稳态，这会导致实验时间较长。

此外，准稳态法对实验环境的影响比较大，需要对实验环境进行控制。

四、结论准稳态法是一种测定材料比热和导热系数的有效方法，它基于热传导的基本方程式，通过测量温度随时间的变化来计算材料的比热和导热系数。

虽然准稳态法需要等待一段时间，但它的实验装置简单，对实验环境的要求也比较低，因此在实际应用中具有一定的优势。

实验三 准稳态法测材料的导热性能实验一、实验目的1. 测量绝热材料（不良导体）的导热系数和比热、掌握其测试原理和方法。

2. 掌握使用热电偶测量温差的方法。

二、实验原理本实验是根据第二类边界条件，无限大平板的导热问题来设计的。

设平板厚度为2δ，初始温度为t 0，平板两面受恒定的热流密度q c 均匀加热（见图1）。

求任何瞬间沿平板厚度方向的温度分布t (x ，τ)。

导热微分方程式、初始条件和第二类边界条件如下：22),(),(xx t a x t ∂∂=∂∂τττ 0=τ时, 0t t =0=x 处， 0=∂∂xtδ±=x 处， c q xt=∂∂-λ方程的解为：)]exp()cos(2)1(63[),(02211220F xx a q t x t n n n n c μδμμδδδδτλτ--+--=-+∞=∑式中：τ—— 时间，s ；λ—— 平板的导热系数，w/m ∙℃；a —— 平板的导温系数，a cλρ=m 2/s ； n μ——πn ，n=1，2，3，……；Fo —— 傅立叶准则，Fo ＝2a τδ ； t 0 —— 初始温度,℃；c q —— 沿x 方向从端面向平板加热的恒定热流密度，w/m 2。

随着时间τ的延长，F 0数变大，上式中级数和项愈小。

当F 0>0.5时，级数和项变得很小，可以忽略，上式变成：20221(,)()26c q at x t x t δτλδδ-=+- （1）由此可见，当F 0>0.5后，平板各处温度和时间成线性关系，温度随时间变化的速率是常数,并且到处相同。

这种状态称为准稳态。

在准稳态时，平板中心面x=0处的温度为：021(0,)()6c q a t t δττλδ-=- (2) 平板加热面x=δ处为：)31(),(20+=-δτλδτδa q t t c (3) 此两面的温差为：λδττδc q t t t ⋅=-=∆21),0(),( 如已知q c 和δ，再测出Δt ，就可以由式（3）求出导热系数： tq c ∆=2δλ （4） 实际上，无限大平板是无法实现的，实验总是用有限尺寸的试件。