文档介绍：导热系数的测量
【实验目的】
用稳态法测定出不良导热体的导热系数，并与理论值进行比较。
【实验仪器】
导热系数测定仪、铜-康导热电偶、游标卡尺、数字毫伏表、台秤（公用）、杜瓦瓶、秒表、
待测样品（橡胶盘、铝芯）、冰块
【实验原理导热系数的测量
【实验目的】
用稳态法测定出不良导热体的导热系数，并与理论值进行比较。
【实验仪器】
导热系数测定仪、铜-康导热电偶、游标卡尺、数字毫伏表、台秤（公用）、杜瓦瓶、秒表、
待测样品（橡胶盘、铝芯）、冰块
【实验原理】
根据傅里叶导热方程式，在物体内部，取两个垂直于热传导方向、彼此间相距为 h、
温度分别为T1、T2的平行平面（设T1>T2），若平面面积均为S，在 t时间内通过面积S
的热量Q免租下述表达式:
（3-26-1）
JTT ）
Q 1 2
式中，Q为热流量即为该物质的导热系数， 在数值上等于相距单位长度的两平面
t
的温度相差1个单位时，单位时间内通过单位面积的热量，其单位是 W （m K ）。
在支架上先放上圆铜盘P，在P的上面放上待测样品B，再把带发热器的圆铜盘A放 在B上，发热器通电后，热量从A盘传到B盘，再传到P盘，由于A,P都是良导体，其温 度即可以代表B盘上、下表面的温度T、T，T T分别插入A、P盘边缘小孔的热电偶 E来测量。热电偶的冷端则浸在杜瓦瓶中的冰水混合物中，通过“传感器切换”开关g， 切换A、P盘中的热电偶与数字电压表的连接回路。由式（3-26-1）可以知道，单位时间 内通过待测样品B任一圆截面的热流量为
Q （11 ） R b2 （3-26-2）
t hB
B B 1 2的值不变，
遇事逋过，修盘上表面的稳热流量与由铜盘 晌周围环境散热的速率相等，因此，可通过铜
Q
盘P在稳定温度T2的散热速率来求出热流量 >。实验中，在读得稳定时T和T后，即
可将B盘移去，而使A盘的底面与铜盘P直接接触。当铜盘P的温度上升到高于稳定时 的T2值若干摄氏度后，在将A移开，让P自然冷却。观察其温度T随时间t变化情况，
然后由此求出铜盘在
,,…、… T
T2的冷却速率
,就是铜盘P在温度为T2时的散
T T T T
热速率。但要注意，这样求出的 -L 是铜盘p在完全表面暴露于空气中的冷却速率， t T T2
其散热表面积为2 R2 2 RP九。然而，在观察测量样品的稳态传热时，P盘的上表面是
被样品覆盖着的，并未向外界散热，所以当样品盘 B达到稳定状态时，散热面积仅为:
RP2 2 RP m。考虑到物体的冷却速率与它的表面积成正比，在稳态是铜盘散热速率的
表达式应作如下修正:
土 mc J （耳2 2 埠、） （3-26-3）
t tT T （ 2 p2 2 RP hp ）
2
将式（3-26-3）代入（3-26-2），得
T (Rp 2hP ：居 1 (3-26-4)
mc "Tt t M__2hHT~~2T币
2
【实验内容】
1、测量P盘和待测样品的直径、厚度，测 P盘的质量。要求:
用游标卡尺测量待测样品直径和厚度，各测 次。
用游标卡尺测量P盘的直径和厚度，测5次，按平均值计算P盘的质量。
用电子秤称出P盘的质量、
2、不良导体导热系数的测量
实验时，先将待测样品放在散热盘