导热系数的测定
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）
实验步骤
本实验的主要仪器是 YBF－2 型导热系数测定仪，基本构成如图 3 所示。 1、用自定量具测量样品、下铜板的几何尺寸和质量等必要的物理量，多次测量、然后 取平均值。其中铜板的比热容 C=0.385kJ/(K.kg)。 2、安置圆筒、圆盘时，须使放置热电偶的洞孔与杜瓦瓶同一侧。热电偶插入铜盘上的
量。测量铜板的冷却速率可以这样测量：在达到稳态后，移去样品，用加热铜板直接对下金
属铜板加热，使其的温度高于稳定温度 T2（大约高出 10℃左右）再让其在环境中自然冷却， 直到温度低于 T2 ，测出温度在大于 T2 到小于 T2 区间中随时间的变化关系，描绘出 T—t 曲 线，曲线在 T2 处的斜率就是铜板在稳态温度时 T2 下的冷却速率。
一段时间内样品上、下表面温度 T1、T2 示值都不变，即可认为已达到稳定状态。记录稳态
时 T1 ， T2 值。
3、移去样品，继续对下铜板加热，当下铜盘温度比 T2 高出 10℃左右时，移去圆筒，让 下铜盘所有表面均暴露于空气中，使下铜板自然冷却。每隔 20 秒读一次下铜盘的温度示值
并记录，直至温度下降到T2 以下一定值（比T2 低 10 oC 左右）。作铜板的 T—t 冷却速率曲
同理，对高于 0 oC 的另外两个温度T1' 和 T2' 有下式：
所以
= 1' − 2' a(T1' −T2' ) = aT '
' = aT ' = T ' aT T
（7）
将（7）式代入（10-4）中，令 aT = T ' ， T1 −T2 = T ，可以简化计算过程。
讨论题
系统处于稳态时，为什么温度梯度 dT 可以用用 T1 − T2 来表示？
步作参量转换，我们已经知道，铜板的散热速率与共冷却速率（温度变化率 dT ）有关，其 dt
表达式为：
dQ
dT
= −mc
dt T 2
dt T 2
（2）
式中的 m 为铜板的质量，C 为铜板的比热容，负号表示热量向低温方向传递。因为质量容
易直接测量，c 为常量，这样对铜板的散热速率的测量又转化为对低温侧铜板冷却速率的测
这样只要测出样品的厚度 h 和两块铜板的温度 T1、T2 ，就可以确定样品内的温度梯度 T1 − T2 。 h
当然这需要铜板与样品表面的紧密接触，无缝隙，否则中间的空气层将产生热阻，使得温度 梯度测量不准确。为了保证样品中温度场的分布具有良好的对称性，把样品及两块铜板都加 工成等大的圆形。
2、关于传热速率 dQ dt
1 所示）以 dT 表示在 Z 处的温度梯度，以 dQ 表示在该处的传热速率（单位时间内通过截
dz
dt
面积 dS 的热量），那么传导定律可表示成：
加热 传热
上铜板
样品 下铜板
散热
图1
图2
dQ
=
−
(
dT dz
)Z0
ds
dt
（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）。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 位时内垂直通过单位面积截面的热量。利用公式（1）式测量材料的导热系数 λ，需解决的关
dz
h
附录Ⅰ：铜-康铜热电偶分度表
温度
热电势（mV）
℃0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
-10 -0.383 -0.421 -0.458 -0.496 -0.534 -0.571 -0.608 -0.646 -0.683 -0.720
-0 0.000 -0.039 -0.077 -0.116 -0.154 -0.193 -0.231 -0.269 -0.307 -0.345
小孔都应与杜瓦瓶在同一侧，以免线路错乱，热电偶插入小孔时，要抹上些硅脂，并插到洞 孔底部，保证接触良好，热电偶冷端浸于冰水混合物中。
4、样品圆盘 B 和散热盘 P 的几何尺寸，可用游标尺多次测量取平均值。散热盘的质量 m 约 0.8 ㎏，可用药物天平称量。
5、本实验选用铜—康铜热电偶，温差 100℃时，温差电动势约 4.27mv 故应配用量程 0— 20mV 的数字电压表，并能测到 0.01ｍV 的电压（也可用灵敏电流计串联一电阻箱来替代）。
PID自 动 控 制
断 I II 计 时 表
I
手动
高
II
信号输入 指示灯 信号选择
自动
低
复位 启动 风扇电源 控制方式 手动控制
图 3 YBF－2 型导热系数测定仪
=
−mc
2hP + RP 2hP + 2RP
1 R2
T1
h − T2
dT dt
T =T2
（4）
式中的 R 为样品的半径、h 为样品的高度、m 为下铜板的质量、c 为铜块的比热容、RP 和 hP 分别是下铜板的半径和厚度。右式中的各项均为常量或直接易测量。
单位时间内通过一截面积的热量 dQ 是一个无法直接测定的量，我们设法将这个量转 dt
化为较为容易测量的量，为了维持一个恒定的温度梯度分布，必须不断地给高温侧铜板加热， 热量通过样品传到低温侧铜块，低温侧铜板则要将热量不断地向周围环境散出。当加热速率、 传热速率与散热速率相等时，系统就达到一个动态平衡状态，称之为稳态。此时低温侧铜板 的散热速率就是样品内的传热速率。这样，只要测量低温侧铜板在稳态温度 T2 下散热的速 率，也就间接测量出了样品内的传热速率。但是，铜板的散热速率也不易测量，还需要进一
键问题两个：一个是在材料内造成一个温度梯度 dT 并确定其数值；另一个是测量材料内由 dz
高温区向低温区的传热速率 dQ 。 dt
1、 关于温度梯度 dT dz
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 导体也就是两块铜板之间（图 2），使两块铜板分别保持在恒定温度 T1 和 T2，就可能在垂直
线。（选取邻近的 T2 测量数据来求出冷却速率）。 4、根据公式（4）计算样品的导热系数 λ。 5、本实验选用铜-康铜热电偶测温度，温差 100℃时，其温差电动势约 4.0mV，故应配
用量程 0～20mV,并能读到 0.01mV 的数字电压表（数字电压表前端采用自稳零放大器，故 无须调零）。由于热电偶冷端温度为 0℃,对一定材料的热电偶而言，当温度变化范围不大时， 其温差电动势（mV）与待测温度（0℃）的比值是一个常数。由此,在用公式（4）计算时,可 以直接以电动势值代表温度值。
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。
实验预习思考题
1、 导热系数的物理意义？ 2、 样品厚度 h 远小于直径 D 的目的? 3、 系统处于稳态的条件是什么，在实验中如何判断系统处于稳态？ 4、 如何测量铜板在稳态温度时 T2 下的冷却速率？ 5、 稳态法测量温度梯度时如何缩短时间？
0 0.000 0.039 0.078 0.117 0.156 0.195 0.234 0.273 0.312 0.351
10 0.391 0.430 0.470 0.510 0.549 0.589 0.629 0.669 0.709 0.749
20 0.789 0.830 0.870 0.911 0.951 0.992 1.032 1.073 1.114 1.155
于样品表面的方向上形成温度的梯度分布。样品厚度应做成 h D （D 为样品直径）。这
样，由于样品侧面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，样品内同一平行平面上各处的温度也相同。
2、测金属（或陶瓷）的导热系数时,T1、T2 值为稳态时金属样品上下两个面的温度，此
时散热盘 P 的温度为 T3。因此测量 P 盘的冷却速率 T 应为： t T =T3
= mc T h 1 t T =T3 T1 − T2 R2
测 T3 值时要在 T1、T2 达到稳定时，将上面测 T1 或 T2 的热电偶移下来进行测量。 3、圆筒发热体盘侧面和散热盘 P 侧面，都有供安插热电偶的小孔，安放发热盘时此二
6、由于温差热电耦的温差电势 和温差的一次方近似成正比，所以
1 a(T1 −T0 ) = aT1
（5）
2 a(T2 −T0 ) = aT2
（6）
式中 a 为常数，T0 = 0oC ， T1 和T2 为高于 0 oC 的不同温度。
由（5）和（6）可得
= 1 − 2 a(T1 −T2 ) = aT
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。
导热系数实验测定
导热系数实验测定
导热系数是描述材料导热性能的物理量，可以通过实验测定得到。
以下是一种测定导热系数的实验方法：
1. 准备实验样品：将需要测量导热系数的样品切成形状相同的小块，尺寸大约为1cm x 1cm x 1cm。
样品表面需要平整光滑，可以使用砂纸打磨。
2. 准备实验仪器：导热系数实验仪、温度计、电源等。
3. 实验步骤：
a. 将实验仪器接通电源，调整好温度计。
b. 将样品放在导热系数实验仪的试样台上。
c. 打开实验仪器，开始测试。
d. 实验仪器会通过导热方式将样品热量传递到散热器上，散热器会将热量散发到空气中。
e. 在测试过程中，记录样品表面和散热器表面的温度。
f. 根据测试数据，计算出样品的导热系数。
4. 实验注意事项：
a. 为了减小误差，需要重复测试多次，取平均值作为最终结果。
b. 在测试过程中，要保证实验环境的恒温恒湿，以免影响测试结果。
c. 在测试不同材料时，需要及时清洗试样台和散热器，以免样品之间相互影响。
这是一种比较简单的测定导热系数的实验方法，实际操作时还需要根据具体情况进行调整。
导热系数的测量实验报告
导热系数的测量（一）【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T 1、T 2的平行平面（设T 1>T 2），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：hT T S t Q )(21-=∆∆λ （3-26-1） 式中，tQ ∆∆为热流量；λ即为该物质的导热系数，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，单位时间内通过单位面积的热量，其单位是)(K m W ⋅。
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 1、T 2，T 1、T 2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221)(B BR h T T t Q πλ-=∆∆ (3-26-2) 式中，R B 为样品的半径，h B 为样品的厚度。
当热传导达到稳定状态时，T 1和T 2的值不变，遇事通过B 盘上表面的热流量与由铜盘P 向周围环境散热的速率相等，因此，可通过铜盘P 在稳定温度T 2的散热速率来求出热流量tQ ∆∆。
实验中，在读得稳定时T 1和T 2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T 2值若干摄氏度后，在将A 移开，让P 自然冷却。
导热系数检测内容及方法
导热系数检测内容及方法（1）防护热板法检测导热系数本方法适用于处于干燥状态下单一材料或者复合板材等中低温导热系数的测定。
依据标准：《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》GB/T10294-88原理：在稳态条件下，防护热板装置的中心计量区域内，在具有平行表面的均匀板状试件中，建立类似于以两个平行匀温平板为界的无限大平板中存在的一维恒定热流。
为保证中心计量单元建立一维热流的准确测量热流密度，加热单元应分为在中心的计量单元和由隔缝分开的环绕计量单元的防护单元。
并且需有足够的边缘绝热或（和）外防护套，特别是在远高于或低于室温下运行的装置，必须设置外防护套。
通过测定稳定状态下流过计量单元的一维恒定热流量Q、计量单元的面积A、试件冷、热表面的温度差/T,可计算出试件的热阻R 或热导率CA（C1试验仪器：1.1平板导热仪(1)导热系数测定范围：(0∙020~L000)W∕(m∙K)(2)相对误差：±3%(3)重复性误差：±2%(4)热面温度范围：(0-80)℃(5)冷面温度范围：(5~60)℃1.2、钢直尺1.3、游标卡尺2、试件要求：1)尺寸试件测量范围：30OmmX30OnInIXI(10~38)mm试件的表面用适当方法加工平整，使试件与面板紧密接触，刚性试件表面应制作的与面板一样平整，并且整个表面的不平行度应在试件厚度的±2%。
试件的尺寸应该完全覆盖加热单元的表面，由于热膨胀和板的压力，试件的厚度可能变化，在装置中在实际的测定温度和压力下测量试件厚度。
热敏感材料不应暴露在会改变试件性质的温度下，当试件在实验室空气中吸收水分显著(如硅酸盐制品)，在干燥结束后尽快将试件放入装置中以避免吸收水分。
3、试件加工试验前，将试件加工成30OnlnI(长)×300mm(宽)的正方形，并且保证冷热两个传热面的平行度，特别是硬质材料的试件，如果冷热两个测试面不平行，这种情况下必须将试件磨平后才能做实验。
导热系数的测定(完整版)
△θ／△t|θ2=θ20，其中△t=120S.
T/s
0
30
60
90
120
150
180
210
θ2/mV
七，数据处理
1．原始数据必需重新抄入实验报告数据处理部分的正文中，再进行具体处理，注意各测量量的单位；
2．采用逐差法求黄铜盘在温度为 时的冷却速率 ，Δt = 120 S
导热系数是单位温度梯度作用下物体内所产生的热流密度是反映材料导热性能的重要参数之一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12实验中采用什么方法来测量不良导体的导热系数
得分
教师签名
批改日期
深圳大学实验报告
课程名称：大学物理实验（一）
实验名称：实验14导热系数的测定
4．计算橡胶板的导热系数λ，与标准值 比较，并给出λ测量结果；
5．给出实验结论。
测量结果参考值：
1．DB, hB, DC, hC测量参考值：
橡胶板直径 =131.77 mm橡胶板厚度 =8.25 mm
黄铜盘直径 =130.02 mm黄铜盘厚度 =7.66 mm
黄铜盘质量m=896.2 g黄铜比热C= 3.77×102J/kg.k
3．测量黄铜盘的冷却速率。保持稳态时散热板的环境：
a.电风扇一直工作。
b. 附近的冷却速率。
六、数据记录：
组号：；姓名
1.记录橡胶盘、黄铜盘的直径、高度（DB、Hb、DC、HC），记录相应结果
测量次数
1
2
3
4
5
平均值
所用测量仪器
导热系数的测定方法
导热系数的测定方法导热系数（thermal conductivity）是指物质传导热量的能力，是描述物质热传导性能的重要参数。
测定物质的导热系数有多种方法，下面将介绍其中常用的几种方法。
1.热板法测定导热系数热板法是一种常用的测定导热系数的方法。
该方法需要将待测物质包裹在两块热板之间，首先加热其中一块热板，保持另一块热板的温度恒定，然后通过测量两块热板之间传导的热流量和温度差来计算导热系数。
该方法适用于导热系数在0.03-200W/m·K范围内的材料。
2.平板法测定导热系数平板法是另一种常用的测定导热系数的方法。
该方法将待测物质切割成平板状，在平板两侧施加不同温度，通过测量两侧温度差和传导热流量来计算导热系数。
该方法适用于导热系数在0.1-500W/m·K范围内的材料。
3.横向比热差法测定导热系数横向比热差法是一种用于测定导热系数的动态方法。
该方法将待测物质制成棒状，在其表面施加周期性的热源和热沉，通过测量棒状物体两处的温度差和周期性热流量来计算导热系数。
该方法适用于导热系数在0.2-10W/m·K范围内的材料。
4.传导-对流法测定导热系数传导-对流法是一种用于测定导热系数的方法。
该方法将待测物质加工成圆柱形，通过测量圆柱的传热速率和端部的温度差来计算导热系数。
在传热过程中考虑了传导和对流两个因素。
该方法适用于导热系数在0.03-100W/m·K范围内的材料。
5.热流计法测定导热系数热流计法是一种常用的测定导热系数的方法。
该方法使用热流计进行测量，将待测物质放置在热流计中，通过测量热流计两侧温度的变化和流过的热量来计算导热系数。
该方法适用于导热系数在0.1-500W/m·K范围内的材料。
除上述方法外，还有一些其他测定导热系数的方法，例如横向比热法、横向热流测量法、测量材料的导电系数然后通过Wiedemann-Franz定律计算导热系数等。
这些方法各有优缺点，选择合适的方法需要考虑待测物质的性质、测试条件和测量精度等因素。
导热系数的测定
实验4—7 导热系数的测定热传导是热量交换（热传导、对流、辐射）的三种基本方式之一，导热系数（又称热导率）是反映材料热传导性质的物理量，表示材料导热能力的大小。
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，而且还与它的微观结构、温度、压力及杂质含量有关。
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。
物体按导热性能可分为良导体和不良导体。
对于良导体一般用瞬态法测量其导热系数，即通过测量正在导热的流体在某段时间内通过的热量。
对于不良导体则用稳态平板法测量其导热系数。
所谓稳态即样品内部形成稳定的温度分布。
本实验就是用稳态法测量不良导体的导热系数。
【实验目的】1. 了解热传导现象的物理过程，巩固和深化热传导的基本理论。
2. 学习用稳态平板法测量不良导体的导热系数。
3. 学会用作图法求冷却速率。
4. 了解实验材料的导热系数与温度的关系。
【实验原理】1. 导热系数根据1882年傅立叶（J.Fourier ）建立的热传导理论，当材料内部有温度梯度存在时，就有热量从高温处传向低温处，这时，在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：dS dzdT dt dQ λ-= （4-7-1） 式中，dtdQ 为传热速率；dz dT 为与面积dS 相垂直方向上的温度梯度，负号则表示热量从高温处传到低温处；λ为导热系数。
在国际单位制中，导热系数的单位为-1-1W m K ⋅⋅。
2. 用稳态平板法测不良导体的导热系数设圆盘B 为待测样品，如图4-7-1所示，待测样品B 、散热盘C 二者的规格相同（其位置如图4-7-2所示），厚度均为h 、截面积均为S （2S D π=，D 为圆盘直径），圆盘B大学物理实验 78 上下两面的温度1T 和2T 保持稳定，侧面近似绝热，则根据（4-7-1）式可知传热速率为： S h T T S h T T dt dQ 2112-=--=λλ （4-7-2） 为了减小侧面散热的影响，圆盘B 的厚度h 不能太大。
导热系数的测定(完整版)
二、实验原理：
1．热传导定律： ；
2．导热系数概念：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-1·K-1），导热系数是反映材料的导热性能的重要参数之一；
3．稳态法（通过控制热源传热在样品内部形成稳定的温度分布，而进行的测量）测不良导体的导热系数的方法；
得分
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批改日期
深 圳大 学 实 验 报 告
课程名称：大学物理实验（一）
实验名称：实验14导热系数的测定
学院：
专业：课程编号：
组号：指导教师：
报告人：学号：
实验地点
实验时间：2009年月日星期
实验报告提交时间：2009年月日
一、实验目的
1.掌握用稳态法测量不良导体的导热系数的方法。
2.了解物体散热速率和传热速率的关系。
5、讨论本实验误差因素，并说明测量导热系数可能偏小的原因。
A、样品表面老化，影响传热；
B、加热板，样品，散热板之间有缝隙，影响传热。
C、热电偶热端与发热盘和散热盘接触不良，应粘些硅油插入小孔底部，等等
6、测冷却速率时，为什么要在稳态温度 附近选值。？
A、当散热板处在不同温度时，它的散热速率不同，与本体温度，环境温度都有关。
并给出λ测量结果.
思考题
1、导热系数的物理意义是什么？
导热系数是单位温度梯度作用下物体内所产生的热流密度，是反映材料导热性能的重要参数之一，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-1•K-1）。
2、实验中采用什么方法来测量不良导体的导热系数？
导热系数的测定
导热系数的测定导热系数(热导率)是反映材料导热性能的物理量，它不仅是评价材料的重要依据，而且是应用材料时的一个设计参数，在加热器、散热器、传热管道设计、房屋设计等工程实践中都要涉及这个参数。
因为材料的热导率不仅随温度、压力变化，而且材料的杂质含量、结构变化都会明显影响热导率的数值，所以在科学实验和工程技术中对材料的热导率常用实验的方法测定。
测量热导率的方法大体上可分为稳态法和动态法两类。
本测试仪采用稳态法测量不同材料的导热系数，其设计思路清晰、简捷、实验方法具有典型性和实用性。
测量物质的导热系数是热学实验中的一个重要容。
【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】1、YBF-3导热系数测试仪一台2、冰点补偿装置一台3、测试样品（硬铝、硅橡胶、胶木板）一组4、塞尺一把【仪器简介】仪器的面板图上面板图下面板图加热温度的设定：①．按一下温控器面板上设定键（S），此时设定值（SV）显示屏一位数码管开始闪烁。
②. 根据实验所需温度的大小，再按设定键（S）左右移动到所需设定的位置，然后通过加数键（▲）、减数键（▼）来设定好所需的加热温度。
③．设定好加热温度后，等待8秒钟后返回至正常显示状态。
连线图从铜板上引出的热电偶其冷端接至冰点补偿器的信号输入端，经冰点补偿后由冰点补偿器的信号输出端接到导热系数测定仪的信号输入端。
【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Z处取一个垂直截面积dS（如图1）以表示在Z处的温度梯度，表示在该处的传热速率（单位时间通过截面积dS的热量），那么传导定律可表示成：(S1-1)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）。
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，单位时间垂直通过单位面积截面的热量。
导热系数的测定
导热系数的测定讲义⼀：导热系数的测定【实验⽬的】1、感知热传导现象的物理过程；2、学习⽤稳态法测量不良导体的导热系数；3、学习利⽤物体的散热速率测量传热速率。
【实验仪器及装置】FD-TC-B 型导热系数测定仪、游标卡尺及电⼦天平等【实验原理】 1、傅⽴叶热传导⽅程傅⽴叶热传导⽅程正确的反映了材料内部的热传导的基本规律。
该⽅程式指出：在物体内部，垂直于热传导⽅向彼此相距B h ，温度分别是121θθθ（和>）2θ的两个平⾏平⾯之间，当平⾯的⾯积为S 时，在t δ时间内通过⾯积S 的热量Q δ满⾜关系：212124B B B Q S d t h h θθθθδλλπδ--== （1）其tQ δδ为单位时间传过的热量（⼜称热流量），与λ为导热系数（⼜称热导率）、传热⾯积24B d S π=、距离B h 以及温差12θθ-有关。
⽽λ的物理意义为：相距单位长度的两个平⾯间的温度相差⼀个单位时，每秒通过单位⾯积的热量，单位为C m W 0//。
不良导体的导热系数⼀般很⼩，例如，矿渣棉为0.058，⽯棉板为0.12，松⽊为0.15～0.35，混凝⼟板为0.87，红砖为0.19，橡胶为0.22等。
良导体的导热系数通常⽐较⼤，约为不良导体的321010～倍，如铜为4.0×210。
以上各量单位是C m W 0//。
2、稳态温度和热流量的测量（1）稳态温度测量如图（⼆）所⽰，当传热达到稳定状态时，样品上下表⾯的温度21θθ和不变，这时可以认为加热盘C 通过样品传递的热流量与散热盘P 向周围环境散热θθ加热铜盘待测样品散热铜盘图（⼆）1θ2θB h速率相等。
因此可以通过散热盘P 在稳态温度2θ时的散热速率来求出通过样品传递的热流量δδ。
（2）热流量的测量当测得稳态时的样品上下表⾯温度1θ和2θ后，将样品B 抽去，让加热盘C 与散热盘P 接触，使散热盘的温度上升⾼到其稳态2θ时的5℃以上，再移开加热盘，让散热盘在风扇作⽤下冷却，记录散热盘温度θ随时间t 的下降情况，便可求出散热盘在其稳态2θ处的冷却速率2θθθ=??t ，则散热盘P 在2θ时的散热速率为：2θθθ=??t mc（2）其中m 为散热盘P 的质量，c 为其⽐热容。
导热系数的测定方法
导热系数的测定方法导热系数测定方法是用于测量材料导热性能的一种方法，它反映了材料传热过程中导热性能的好坏。
导热系数（也称热传导系数）是指单位面积上单位温度梯度所传热量的大小，通常以W/(m·K）作为单位。
导热系数的测定对于材料的工程应用和科学研究有着重要意义。
导热系数的测定方法主要包括静态法和动态法两种。
静态法主要包括平板法、线热源法和电导率法；动态法主要包括热板法、热流法和横向热阻法。
下面将分别对这些测定方法进行详细介绍。
首先是静态法的测定方法。
平板法是一种常用的测定导热系数的方法，它通过测量在一个稳态条件下材料两侧的温度差及导热板上的热流量来计算导热系数。
具体实验步骤为：首先，将样品固定在一个热源上，使之与导热板接触，然后，在导热板上施加适当的热流，通过测量导热板上和样品两侧的温度差，计算出样品的导热系数。
线热源法是另一种常用的测定导热系数的方法，它通过测量样品上一点处的温升及与之相邻两点的温差来计算导热系数。
具体实验步骤为：首先，在样品中加热一条线热源，然后在与该热源相邻的两点处测量温度差，并测量热源上一点处的温升，通过计算这些数据可以得到样品的导热系数。
电导率法是一种通过测量导体的电阻来计算其导热系数的方法。
此方法适用于导电性能良好的材料，例如金属。
具体实验步骤为：首先，在样品上施加一个稳定的电流，然后测量样品两侧的电压差，并根据样品的几何尺寸计算出其电阻，进而得到导热系数。
其次是动态法的测定方法。
热板法是一种常用的动态法测定导热系数的方法，它通过测量热板上的温度变化来计算导热系数。
具体实验步骤为：首先，将样品夹在两块热板之间，并施加一个恒定的热流，然后通过测量热板上的温度变化，结合样品的几何尺寸和材料的热容量，计算出样品的导热系数。
热流法是一种通过测量固体材料上的传热流量来测定导热系数的方法。
具体实验步骤为：首先，在样品上施加一个恒定的热流，然后通过测量热流的大小和样品两侧的温度差，计算出样品的导热系数。