学生物理实验报告

实验名称             固体导热系数的测定                    

学  院               专   业               班   级          

报告人               学   号          

同组人                学   号            

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深 圳 大 学 实 验 报 告

课程名称：­      大学物理实验（一）     

实验名称：      实验十四导热系数的测量           

学院：          物理科学与技术学院           

专业：        课程编号：   

组号：   16     指导教师：                         

报告人：        学号：  2     

实验地点          科技楼           

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梧州学院学生实验报告

成绩：     指导教师：

专业：     班别：     实验时间：     实验人：     学号：     同组实验人：

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近代物理实验报告

指导教师：                                                                                                                                                得分：          

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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，在时间内通过面积S的热量免租下述表达式：

 （3-26-1）

式中，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。

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

 (3-26-2)

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，T1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。实验中，在读得稳定时T1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的冷却速率,而,就是铜盘P在温度为T2时的散热速率。但要注意，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，其散热表面积为。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：。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：

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热波法测热导率

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近代物理实验报告

指导教师：

实验时间： 2009 年 12 月 07 日， 第 十五 周， 周 一 ， 第 5-8 节

实验者： 班级 材料0705 学号 200767025 姓名 童凌炜

同组者： 班级 材料0705 学号 200767007 姓名 车宏龙

实验地点： 综合楼 506

实验条件： 室内温度 ℃， 相对湿度 %， 室内气压 得分：

实验题目： 实验仪器：（注明规格和型号）

本实验使用RB-1型热导率动态测量仪， 包括主机、 控制单元、 记录单元三大部分。

1. 主机： 棒状样品及热电偶阵列， 脉动热源， 冷却装置

2. 控制单元

3. 记录系统

实验目的：

1. 学习一种测量热导率的方法

2. 了解动态法测量热导率的特点和优点

3. 认识热波， 加强对波动理论的认识

实验原理简述：

1. 导热微分方程的建立

热传导是指发生在固体内部或静止流体内部的热量交换过程

为使问题简化, 假设样品为棒状, 热量沿一维传播; 在棒上取

微元x→x+dx, 如图中所示. 根据Fourrier导热定律, 单位时间内

流过某垂直于热流方向, 面积为A的热量, 即热流为:

?q

?t??KA??T

?x

其中q为热流, 表示等温面上沿温度降低方向单位时间内传递

的热量; K为热导率, 表示单位时间内在单位长度上温度降低1K

时, 单位面积上通过的热量;

而在Δt时间内通过截面A流入小体积元dV=Adx的热量为：

?q?KA??T

?x22?dx??t， 而小体积元升高温度ΔT所需要的热量为：?q'?c??Adx??T?t??t 在无外界条件变化的情况下， 以上两式应当相等， 联立以上两式， 可以得到：

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实验名称：金属导热系数的测量

一、引言：

导热系数是表征物质热传导性质的物理量。材料结构的变化与所含杂质等因素都会对导热系数产生明显的影响，因此，材料的导热系数常常需要通过实验来具体测定。用稳态法时，先用热源对测试样品进行加热，并在样品内部形成稳定的温度分布，然后进行测量，本实验采用稳态法进行测量。

二、实验目的：

1．掌握稳态法测定金属良导热体的导热系数。

2．了解物体散热速率和传热速率的关系。

3．理解温差热电偶特性。

三、实验原理：

傅立叶导热方程式：

  （T₁>T₂）

其中：h表示两个垂直于热传导方向的平行平面的间距；T₁、T₂分别为两平面的温度；S为平面的面积；在时间内通过S的热量为；为该物质的热导率，单位 W/（mK），数值上等于相距单位长度的两个平面的温度相差一个单位时单位时间内通过单位面积的热量。

其中：R_B为样品半径；h_B为样品厚度；m为铜盘的质量；c为铜的比热容；R_p为铜盘的半径h_p为铜盘的厚度。

四、实验仪器：

导热系数测定仪；杜瓦瓶；游标卡尺。

五、实验内容：

    (1)先将两块树脂圆环套在金属圆筒两端，并在金属圆筒两端涂上导热硅胶，然后置于加热盘A和散热盘P之间，调节散热盘P下方的三颗螺丝，使金属圆筒与加热盘A及散热盘P紧密接触。

    (2)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，并分别将热电偶的接线连接到导热系数测定仪的传感器I、II上。

    (3)接通电源，将加热开关置于高挡，当传感器I的温度T1约为3.0mV，再将加热开关置于低挡，约40min。

    (4)待达到稳态时(T1与T2的数值在l0min内的变化小于0.03mV)，每隔2min记录T1和T2的值。

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