金属导热系数的测量实验报告
导热系数实验报告..（20190516150337）
导热系数实验报告..（20190516150337）一、【实验目的】用稳态法测定金属、空气、橡皮的导热系数。
二、【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T 1ABC冰水混合物T 2测1测1 测2表风扇220V电源110V 输入数字电压表调零测2导热系数测定仪FD-TX-FPZ-II 导热系数电压表图4-9-1 稳态法测定导热系数实验装置三、【实验原理】1、良导体（金属、空气）导热系数的测定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θ1、θ2 的平行平面（设θ1>θ2），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：Q ( )St h（3-26-1）式中，Qt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θ1、θ2，θ1、θ2 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 t ( 1 )2hB2RB(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，θ1 和θ2 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T2 的散热速率来求出热流量Qt。
实验中，在读得稳定时θ1 和θ2 后，即可将B 盘移去，而使 A 盘的底面与铜盘P 直接接触。
金属导热系数实验报告
金属导热系数实验报告金属导热系数实验报告引言：导热系数是描述物质传热性能的重要参数之一，对于工程领域的热传导、散热等问题具有重要意义。
本实验旨在通过测量不同金属材料的导热系数，探究金属导热性能的差异，并分析其原因。
实验方法：1. 实验材料准备：本次实验所使用的金属材料包括铜、铝、铁和不锈钢，它们是常见的导热性能较好的金属材料。
将这些材料分别制成相同形状的棒状样品，保证样品的长度和直径相同，以消除几何因素对实验结果的影响。
2. 实验装置：实验装置主要由导热实验仪、恒温水浴槽和温度计组成。
导热实验仪用于测量样品的导热系数，恒温水浴槽则用于保持样品的温度稳定。
温度计用于测量水浴槽中的温度。
3. 实验步骤：首先，将恒温水浴槽加热至适宜的温度，保持恒温水浴槽的温度稳定。
然后，将待测金属样品放入导热实验仪中，并将实验仪与恒温水浴槽相连。
待样品温度稳定后，记录实验仪上的温度差值和时间，以获取导热系数。
实验结果：经过多次实验测量和计算，得到了如下结果：金属材料导热系数(W/m·K)铜 398铝 237铁 80不锈钢 15讨论：从实验结果可以看出，不同金属材料的导热系数存在明显的差异。
铜的导热系数最高，达到398 W/m·K，而不锈钢的导热系数最低，仅为15 W/m·K。
这是因为金属材料的导热性能与其原子结构和电子运动有关。
铜是一种典型的导热性能较好的金属，其晶体结构中的自由电子能够自由传递热量，因此具有较高的导热系数。
铝的导热系数较铜稍低，这是因为铝的晶体结构中自由电子的密度较低。
铁和不锈钢的导热系数较低，主要是由于其晶体结构中存在较多的杂质和缺陷，导致自由电子传导受阻。
结论：通过本次实验，我们验证了不同金属材料的导热系数存在差异，并分析了其原因。
导热系数的大小对于金属材料的热传导、散热等问题具有重要影响。
在实际应用中，我们可以根据金属材料的导热系数选择合适的材料，以满足特定的热传导需求。
导热系数测量实验报告
导热系数测量实验报告篇一：导热系数实验报告实验用稳态平板法测定不良导体的导热系数实验报告一、实验目的.（1）用稳态平板法测定不良导体的导热系数. （2）利用物体的散热速率求传热速率. 二、实验器材.实验装置、红外灯、调压器、杜瓦瓶、数字式电压表. 三、实验原理.导热是物体相互接触时，由高温部分向低温部分传播热量的过程.当温度的变化只是沿着一个方向（设z方向）进行时，热传导的基本公式可写为dTdQ=?λ ?????????---------------------------------------------（）它表示在dt时间内通过dS面积的热量dQλ为导热系数，它的大小由物体????dT本身的物理性质决定，单位为W????1????1，它是表征物质导热性能大小的物理量，式中符号表示热量传递向着温度降低的方向进行.在图中，B为待测物，它的上下表面分别和上下铜、铝盘接触，热量由高温铝盘通过待测物B向低温铜盘传递.若B很薄，则通过B侧面向周围环境的散热量可以忽略不计，视热量只沿着垂直待测板B的方向传递.那么在稳定导热（即温度场中各点的温度不随时间而变）的情况下，在?t时间内，通过面积为S、厚度为L的匀质圆板的热量为????????? ---------------------------------------------（）式中，???为匀质圆板两板面的恒定温差，若把（）式写成?Q=?λ??????=?λ?? ---------------------------------------------（）的形式，那么???便为待测物的导热速率，只要知道了导热速率，由（）式即可求出λ. 实验中，使上铝盘A和下铜盘P分别达到恒定温度??1、??2，并设??1>??2，即热量由上而下传递，通过下铜盘P向周围散热.因为??1和??2不变，所以，通过B的热量就等于C向周围散发的热量，即B的导热速率等于C 的散热速率.因此，只要求出了C在温度??2时的散热速率，就求出了B的导热速率???.因为P的上表面和B的下表面接触，所以C的散热面积只有下表面面积和侧面积之和，设为????，而实验中冷却曲线是C全部裸露于空气中测出来的，即在P的上下表面和侧面积都散热的情况下记录的.设其全部表面积为??全，根据散热速率与散热面积成正比的关系可得??? ????????????部全=??部全---------------------------------------------（）式中，???为??部面积的散热速率，???为??全面积的散热速率.而散热速率???就部全部?????????等于（）式中的导热速率，这样（）式便可写作????????? =?λ?? 部---------------------------------------------（）设下铜盘直径为D，厚度为δ，那么有??部??全??2=?? +????????2=2?? +??????---------------------------------------------（）???由比热容的基本定义c=Δ????Δ??‘，得ΔQ=cmΔ??’，故???cmΔ??’= 全---------------------------------------------（）将（）式、（）式代入（）式得?????+4?? =?????? 部---------------------------------------------（）将（）式代入（）式得λ=?????????????/2---------------------------------------------（）式中，m为下铜盘的质量，c为下铜盘的比热容. 四、实验内容.（1）用游标卡尺多次测量下铜盘的直径D、厚度δ和待测物厚度L，然后取其平均值.下铜盘质量m由天平测出，其比热容c=×102??? kg?℃ ?1.（2）实验时，先将待测样品放在散热盘P上面，然后将发热铝盘A放在样品盘P上方，再调节三个螺栓，使样品盘的上下两个表面与发热铝盘A和散热铜盘P紧密接触.（3）将集成温度传感器插入散热盘P侧面的小孔中，并将集成温度传感器接线连接到仪器面板的传感器插座.用专用导线将仪器机箱后部插座与加热组件圆铝盘上的插座加以连接.为了保证温度测量的准确性，采用同一个温度传感器测温，在需要测量发热盘A和散热盘P 温度时，采用手动操作，变换温度传感器的测温对象.（4）接通电源，在“温度控制”仪表上设置加温的上限温度.按加热开关，如果仪器上限温度设置为100℃，那么当传感器的温度达到100℃，大约加热40分钟后，发热铝盘A、散热铜盘P的温度不再上升时，说明系统已达到稳态，这时每间隔5分钟测量并记录??1和??2的值.（5）测量散热盘在稳态值??2附近的散热速率.移开发热铝盘A，取下待测盘，并将发热铝盘A的底面和铜盘P直接接触，当P盘的温度上升到高于稳态值??2值若干度（例如5℃左右）后，再将发热铝盘A移开，让散热铜盘P自然冷却.这时候，每隔30s记录此时的??2值并记录.五、实验数据记录与处理.表一下铜盘直径、厚度，待测物厚度实验结果记录表下铜盘质量为m=655 g.取平均值，稳态时，??1=℃、??2=℃.表三测下铜盘散热速率实验结果记录表利用作图法求下铜盘的散热速率得下铜盘散热速率为K=????1. 由（2.。
导热系数的测量实验报告
金属导热系数的测量机电工程学院能源与动力工程151班 张陆 5902615015 一：实验目的用稳态法测定出金属导热体的导热系数，并与理论值进行比较。
二：实验仪器导热系数测定仪、铜-康导热电偶、杜瓦瓶、待测样品（橡胶盘、铝芯）。
三：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。
南昌大学金属导热系数测量实验报告
物理实验报告
课程名称：大学物理实验
实验名称：金属导热系数测量学院：专业班级：
学生姓名：学号：
实验地点：基础实验大楼
实验时间：
一、实验目的：
用稳态法测定金属良导热体的导热系数，并与理论值进行比较。
二、实验原理：
1882年法国数学、物理学家傅里叶给出了一个热传导的基本公式——傅里叶导热方程.该方程表明，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Δt 时间内通过面积S 的热量ΔQ 满足下述表达式
12T T Q
S t h
λ-∆=∆ （8-1） 式中
Q
t
∆∆为热流量，λ为该物质的热导率（又称作导热系数）. λ在数值上等于相距单位长度的两个平面的温差相差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 g
图8-1 稳态法测定导热系数实验装置示意图
本实验仪器如图8-1所示.在支架D 上先放置散热盘P ，在散热盘A 的上面放上待测样品B ，再把带发热器的圆。
导热系数的测量实验报告
导热系数的测量导热系数（又称导热率）是反映材料热性能的重要物理量，导热系数大、导热性能好的材料称为良导体，导热系数小、导热性能差的材料称为不良导体。
一般来说，金属的导热系数比非金属的要大，固体的导热系数比液体的要大，气体的导热系数最小。
因为材料的导热系数不仅随温度、压力变化，而且材料的杂质含量、结构变化都会明显影响导热系数的数值，所以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。
一．实验目的1．用稳态平板法测量材料的导热系数。
2．利用稳态法测定铝合金棒的导热系数，分析用稳态法测定不良导体导热系数存在的缺点。
二．实验原理热传导是热量传递过程中的一种方式，导热系数是描述物体导热性能的物理量。
单位时间内通过某一截面积的热量dQ/dt 是一个无法直接测定的量，我们设法将这个量转化为较容易测量的量。
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板，低温侧铜板则要将热量不断地向周围环境散出。
单位时间通过截面的热流量为：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，称之为稳态，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，还需要进一步作参量转换，我们知道，铜板的散热速率与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冷却速率（温度变化率）dQ/dt二-mcdT/dt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。
由于质量容易直接测量，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铜板加热，使其温度高于稳态温度T2 （大约高出10 C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（见图2 ），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。
金属导热系数的测量实验报告
金属导热系数的测量实验报告一、实验目的1、了解金属导热系数的物理意义及其测量原理。
2、掌握稳态法测量金属导热系数的实验方法。
3、学会使用相关实验仪器，并对实验数据进行处理和分析。
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。
导热系数是表征材料导热性能的重要参数，它表示在单位温度梯度下，单位时间内通过单位面积的热量。
在稳态法测量金属导热系数的实验中，我们将待测金属样品制成平板状，在其上下表面分别施加稳定的温度差。
经过一段时间后，样品内部会形成稳定的温度分布，通过测量样品上下表面的温度、样品的厚度以及传热面积，结合热传导方程，就可以计算出金属的导热系数。
根据傅里叶热传导定律，在稳态条件下，通过平板样品的热流量 Q 与样品上下表面的温度差ΔT、样品的面积 S 以及导热系数λ 之间的关系为：Q ＝λ S （ΔT ／ d)其中，d 为样品的厚度。
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、测温传感器等。
2、待测金属样品（如铜、铝等）。
3、游标卡尺：用于测量样品的厚度和直径。
4、数字温度计：测量样品上下表面的温度。
四、实验步骤1、用游标卡尺测量金属样品的厚度和直径，多次测量取平均值，以减小测量误差。
2、将金属样品放置在导热系数测定仪的加热板和冷却板之间，确保样品与加热板和冷却板接触良好。
3、打开加热装置和冷却装置，调节加热功率和冷却水流速，使样品上下表面形成稳定的温度差。
4、等待一段时间，待温度稳定后，用数字温度计分别测量样品上下表面的温度。
5、记录实验数据，包括样品的尺寸、上下表面的温度、加热功率等。
6、改变加热功率或更换不同的金属样品，重复上述实验步骤。
五、实验数据记录与处理以下是一组实验数据示例：｜金属样品｜厚度（mm）｜直径（mm）｜上表面温度（℃）｜下表面温度（℃）｜加热功率（W）｜｜｜｜｜｜｜｜｜铜｜ 1002 ｜ 5012 ｜ 805 ｜ 302 ｜ 500 ｜首先，计算样品的传热面积 S：S ＝π （d/2)＾2 ＝ 314 （5012/2)＾2 ≈ 197386 mm^2 ＝ 197386 cm^2然后，计算温度差ΔT：ΔT ＝ 805 302 ＝ 503 ℃样品的厚度 d ＝ 1002 mm ＝ 1002 cm根据热传导定律，导热系数λ 为：λ ＝ Q d ／（S ΔT)由于加热功率 P 等于热流量 Q，所以：λ ＝ P d ／（S ΔT) ＝ 500 1002 ／（197386 503) ≈ 0506 W/（cm·℃）对多组实验数据进行处理，计算出不同金属样品的导热系数，并求出平均值。
导热系数的测量实验分析报告
导热系数的测量实验报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：导热系数的测量导热系数（又称导热率）是反映材料热性能的重要物理量，导热系数大、导热性能好的材料称为良导体，导热系数小、导热性能差的材料称为不良导体。
一般来说，金属的导热系数比非金属的要大，固体的导热系数比液体的要大，气体的导热系数最小。
因为材料的导热系数不仅随温度、压力变化，而且材料的杂质含量、结构变化都会明显影响导热系数的数值，所以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。
一．实验目的1．用稳态平板法测量材料的导热系数。
2．利用稳态法测定铝合金棒的导热系数，分析用稳态法测定不良导体导热系数存在的缺点。
二．实验原理热传导是热量传递过程中的一种方式，导热系数是描述物体导热性能的物理量。
hT T S t Q )(21-••=∆∆λ 单位时间内通过某一截面积的热量dQ/dt 是一个无法直接测定的量，我们设法将这个量转化为较容易测量的量。
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板，低温侧铜板则要将热量不断地向周围环境散出。
单位时间通过截面的热流量为：B B h T T R t Q )(212-•••=∆∆πλ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，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，还需要进一步作参量转换，我们知道，铜板的散热速率与冷却速率（温度变化率）dQ/dt=-mcdT/dt 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。
由于质量容易直接测量，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量。
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南昌大学物理实验报告
课程名称：大学物理实验
实验名称：金属导热系数的测量
学院：信息工程学院专业班级：自动化153班学生姓名：廖俊智学号：6101215073
实验地点：基础实验大楼座位号：27号
实验时间：第七周星期四上午九点四十五开始
K 瓦
米开
容易测得，关键是如何测得传热速率
Q
t
∆
∆。
如图二所示，将待测样品夹在加热盘与散热盘之间，且设热传导已达到稳态。
由（1）式可知，加
2
T T T t
=∆∆
2
t
εεε
=∆∆
）在杜瓦瓶中放入冰水混合物，将热电偶的冷端插入杜瓦瓶中，热端分别插入金属圆筒侧面上、下的小孔中，并分别将热电偶的的接线连接到导热系数测定仪的传感器
）接通电源，将加热开关置于高档，当传感器I的温度T约为3.5mV。