导热系数的测量实验报告.docx

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缄导热系数 的测量
方【实验目的】
衿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。
滕【实验仪器】
索导热系数测定仪、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
蓬【实验原理】
芈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「、丁2的平行平面（设「＞丁2）,若平面面积均为S,在A t
时间内通过面积S的热量AQ免租下述表达式：
■:t
(Ti -T2)
(3-26-1)
袂式中，丝为热流量；九即为该物质的导热系数，九在数值上等于相距单位长 △t
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）。
螃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Ti、T2, Ti、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
(Ti -T2)
A
1%
二 R2
(3-26-2)
蜗式中，Rb为样品的半径，hB为样品的厚度。当热传导达到稳定状态时， Ti和 T2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4Q。实验
.：t
却速率9T
At
中，在读得稳定时Ti和T2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
，而mc——
At
，就是铜盘P在温度为T2时的散热速率。但要注意，
T壬
这样求出的— 是铜盘P在完全表面暴露于空气中的冷却速率，其散热表面 △t te2
积为2；R2 +2nRPhP。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：nRP +2^RPhp0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：
(3-26-3)
(3-26-4)
△Q TT (噫 +2n%hp)
袄 =m c—— 2
△t At t 壬(2nRP +2nRPhp)
袁将式(3-26-3)代入(3-26-2),得
^ TT (Rp +2hp)hB 1
巫 九=mc—
△t 煤(2Rp +2hp)(Ti -丁2)噫
藏【实验内容】
1、
2、箍测量P盘和待测样品的直径、厚度，测 P盘的质量。要求:
(D
(2)聿用游标卡尺测量待测样品直径和厚度，各测 5次。
(3)
(4)利