文档介绍：稳态法测不良导体热导率实验改进办法
第一作者：陈思远，第二作者：贺忠良，第三作者：李卓城
摘要：本文是在陈思远与贺忠良在实验室重复进行稳态法测不良导体热导率实验（涉及两次预约实验和两次正式操作实验）基本上,经于磊教师指引，课下认真思考原理和互相摸索讨论之后，在原有实验基本上进行改进实验。其具备实验效率高，实验误差小等多方面长处。
核心词：稳态法；测不良导体；热导率；改进办法
一，实验目

，学会用热电偶通过热电转换测量温度办法
二，实验重点
——量热和记温

——牛顿冷却定律和一元线性回归法

三实验原理
（1）什么是稳态法
所谓稳态法，就是设法运用热源在待测样品内部形成不随时间变化稳定温度分布，然后进行测量。
（2）什么是物质热导率
热导率，是指温度垂直向下梯度为1℃/m时，单位时间内通过单位水平截面积所传递热量，它反映了物质热传导能力，又称导热系数。其单位为W/(m∙K)。
（3）实验装置及热导率推出表达
1882年，法国数学，物理学家傅里叶热传导基本公式——傅里叶导热方程式：
δQδt=kSθ1-θ2h （*1）
本实验装置如图所示。在支架D上先后放上圆铜盘P，待测试样B（圆盘状不良导体）和厚底紫铜圆盘A。在A上方用红外灯L进行加热，使样品上下表面分别维持在稳定温度θ1、θ2，θ1、θ2分别用插入在A、P侧面深孔中热电偶E来测量。E冷端浸入盛于杜瓦瓶H内冰水混合物中。G为双刀双掷开关，用来换接上、下热电偶测量回路。数字式电压表F用来测量温差电动势。由式*1可知，热流量为
δQδt=kπdB24*θ1-θ2hB（*2）
其中，dB，hB分别为样品圆盘直径和厚度。
当样品达到稳态时，θ1、θ2值不变，这时通过样品盘和圆铜盘热量相等，并且都等于圆铜盘散热量，因而可以通过求圆铜盘在此温度时向周边散热速率来求出热量流。
求散热速率：在测得θ1和θ2后，将样品盘移去（在此时注意烫伤），将圆铜盘加热到高于θ2后，移去加热圆盘A让圆铜盘自然冷却，测出温度随时间变化状况（
δθδt|θ1=θ2）就可以得到黄铜盘在此时散热速率为：
mPcδθδt|θ1=θ2 （*3）
其中mP为黄铜盘质量，c为其比热容。
但是，在此时散热面积为整个黄铜盘面积，而在稳态时散热面仅为黄铜盘四周和下底面，因此必要对其进行修正，修正后公式为：
δQδt=mPcδθδtπdPhP+πdP2/4πdPhP+πdP2/2 （*4）
最后，将*4带入*1中可得
k=mPcδθδtdP+4hPdP+2hPhPθ1-θ22πdB2
本次未改良前实验装置（即寻常同窗在物理实验室做实验）如照片所示
从左往右实验仪器分别为：
装盒子，装有冰水混合物杜瓦瓶，数字三用表，稳态法实验装置，铜板，充当不良导体胶木板
四，实验仪器
量热器，电子天平，温度计，数字三用表，加热器皿，冰，水桶，秒表，干拭布，稳态法实验装置。
五实验内容
依照稳态法，必要得到稳定温度分布，这就需要等较长时间，为提高效率，可将红外灯电源电压升到220V，加热大概五分钟后再降到110V，每隔2到5min读一下温度示值。如果在10min内，样品上下表面示值都不变，即可以为已达到稳定状态，记录稳定期后，移去样品再加热。当铜盘温度比高出10摄氏度左右时，移去圆筒A，让黄铜盘P自然冷却，每隔30s读一次盘温度值，最后选用临近测量值来求出冷却速率。
安顿圆筒圆盘时，注意使放置热电偶插孔，与杜瓦瓶，数字毫伏表处在同侧。热电偶要插究竟部。冷端要先插在玻管硅油中，再将玻管插在冰水混合物中。
各几何尺寸均应多次测量求平均数，铜盘质量用电子天平称衡。
实验选用铜-康铜热电偶测量温度。热电偶测量原理是闭合回路中热电动势。设=0摄氏度为冷端温度，变化范畴不大时，温差电动势近似与温度
成正比，比值为常数，故在计算时用电位差代替温差。
六数据记录与解决
原始数据
110v 加热至稳态时电压=33mv，=
黄铜盘自然冷却时温度（电压）随时间变化状况：
时间/s
0
30
60
90
120
150
180
240
270
330
/mv