福建农林大学 物理实验要求及原始数据表格
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实验 导热系数的测量
专业___________________ 学号___________________ 姓名___________________ 一、预习要点
1. 热导率的定义及物理意义；
2. 试说明本实验测量导热系数的方法（可画图说明）；
3. 认真观看教学视频，注意实验过程中，各个开关的打开时间。
4.
在课前写好预习报告，上课时务必将预习报告和原始数据表格一并带来，否则扣分。
二、实验内容
1. 使用YBF-3导热系数测试仪测定样品的导热系数；
2. 计算表格中各物理量，得到样品导热系数的完整结果表达式。
三、实验注意事项
1. 实验开始前，未经教师许可，不得触碰仪器，否则扣分；
2. 为了准确测定加热盘和散热盘的温度，实验中应该在两个传感器上涂些导热油脂或者硅油，以
使传感器和加热盘、散热盘充分接触；
3. 当出现异常报警时，温控器测量值显示：HHHH ，设置值显示：Err ，当故障检查并解决后可按
设定键（S ）复位和加数键（▲）、减数键（▼）键重设温度；
4. 稳态法测量时，要使温度稳定所需时间较长。为缩短时间，可先手动加热，可先将热板电源电
压打在高档，一定时间后，测量值温度接近目标温度时，即可将开关拨至中档，调为自动挡并打开风扇电源，待V T1读数稳定后，每隔几秒读取铜盘温度示数，直到V T2读数也相对稳定（波动小于0.01mV ）；
5. 在测试下铜盘P 的散热速率，取走样品B 之前，一定要先关掉电源，然后再让加热盘A 与散热
盘P 接触，同时绝不能用手碰触铜盘，小心操作！
四、数据处理要求
1. 由表2用作图法（Excel ）求出冷却速率
2
T T V t
=??；
2. 计算样品的导热系数λ并计算不确定度。
五、思考题
1. 测量导热系数λ要满足什么条件，怎样保证这些条件？ 2 测冷却速率时，为什么要在稳态值2T 附近取值？
3. 在观察上下铜板等稳态时，风扇电源，控制方式，手动控制分别选择？
4. 关闭电源移去样品上下铜板接触，再次打开电源，观察下铜板读数升高0.2mv 的过程中，风扇
电源，控制方式，手动控制分别选择？
福建农林大学 物理实验要求及原始数据表格
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六、原始数据记录表格
成绩__________ 教师签字_______________组号________ 同组人姓名____________________
散热盘（下铜板）厚度h p =_______________ m 散热盘（下铜板）半径R p =_______________ m 样品厚度h B =__________ m 样品半径R B =__________ m 下铜盘质量m =_______________ kg 注意：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，可用天平称量；其中铜板的比热容C =3.805×102
-10-1J (kg C )??
表1 测量稳态时V T1、V T2
达到稳态时的取值（平均值）V T1= V V T2= V 表2 测量下铜盘在稳态值T 2附近的散热效率
【参考公式】
① 导热系数：
()()()
-1
0-12
2122W m
C ()22P P B
T T B T T P P h R h V mc R V V R h t
λπ=+?=???
??-+?
② 计算不确定度：
由
λ
λ?= 得()-1
0-1W m
C λ
λλλ
??=?
??
③ 完整结果表达式： ()
-10-1W m C λλλ-
=±???
导热系数的测量实验精选报告.doc
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： Q S (T 1 T 2 ) （3-26-1 ） t h 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 T1、T2，T1、 T2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 (T1 T2 ) R B2 (3-26-2) t h B B B 1 2 的值不变，式中， R 为样品的半径， h 为样品的厚度。当热传导达到稳定状态时， T 和 T 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 2 的散热速率来求出热流量Q 。实验中，在读得稳定时 1 2 盘 P 在稳定温度 T t 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T2的冷却速率T T , 而 mc , 就是铜盘 P 在温度为 T2时的散t T T2 t T T2 热速率。但要注意，这样求出的T 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 R B2 2 R P h P。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：
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，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。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℃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。 应该注意的是，这样得出的 t T ??是铜板全部表面暴露于空气中的冷却速率， 其散热面积为 2πRp2+2πRphp （其中 Rp 和 hp 分别是下铜板的半径和厚度），然而， 设样品截面半径为R ，在实验中稳态传热时，铜板的上表面（面积为 πRp2）是被 样品全部（R=Rp ）或部分（R
