精品课件-大学物理实验13-实验十三 固体导热系数的测定
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不同材料的导热系数相差很大，即使是同一种材料，其导热系 数还随温度、压强、湿度、物质结构和密度等因素而变化。因 此，材料的导热系数常常需要通过实验的方法来测定。
测量方法：稳态法和动态法两类基本方法。本实验用稳态法测 定不良导热体——硅橡胶的导热系数。
发热铝盘 硅橡胶盘 散热铜盘
温度传感器
实验仪器
游标卡尺 电子天平
手套
传感器 温度显示
计时
发热盘 温 加度 热显 上示 限 温度设定
风扇开关 加热开关
导热系数
S
T1
h
待测硅橡胶盘
Q
（热流量）
t
傅立叶导热方程式
Q S (T1 T2 )
t
h
T2 所需测量量
单位：W/(m K)
1 Cal /(s cmC) 418.68W /(m K)
Δ Δ
Q t
、
h
、
T1、
T2、
每一种知识都需要努力， 都需要付出，感谢支持！
知识就是力量，感谢支持！
----谢谢大家！！
This color schlieren image reveals thermal convection from a human hand (in silhouette
导热系数是表征物质热传导性质的物理量，其测定有着重要的 实际意义（如房屋设计）。
导热性能较好的物体称为良热导体，导热性能较差的物体称为 不良热导体。导热系数低于0.22 W/（m·K）的一些固体材料 称为绝热材料。
实验十三 固体导热系数的测定
热传导 热对流 热辐射
热传递
热传导
热传导是由于物体内部存在温度梯度，而发生从高温部分向 低温部分传递热量的过程。实质是由大量分子、原子或电子的 相互碰撞，而使热能（内能）从物体温度较高部分传到温度较 低部分的过程。热传导是固体中热传递的主要方式，在气体、 液体中它往往与对流同时发生。各种物质的热传导性能不同， 热传导过程的基本定律是博里叶定律。
S
h
待测硅橡胶盘T2
S
h、S——用游标卡尺测 量
发热铝盘
待测硅
散热铜盘
T2=T铜
将温度传感器各插入铝盘 和铜盘小孔中测定T1、T2
散热铜盘 在稳态（T=T2）时 向外散热的热流量
m—铜盘的质量 Δ c—T 铜材的比热容
Δt
λ
m
CΔ Δ
T t
R P 2R
对流
对流作为热传递的一种途径，是流体（气体、液体）中热传递 的主要方式。它是指流体中较热部分和较冷部分在流体本身的 有序的循环流动下的相互搀和，使温度趋于均匀从而达到热能 （内能）传递的过程。对流往往自发产生，这是由于温度不均 匀性所引起的压力或密度差异的结果。
热辐射
热辐射指受热物体以电磁辐射的形式向外界发射并传送能量的 过程。物体温度越高，辐射越强。与热传导、对流不同，热辐 射能把热能以光的速度穿过真空，从一个物体传给另一个物体。 任何物体只要温度高于绝对零度，就能辐射电磁波，波长为 0.4～40微米范围内的电磁波（即可见光与红外线）能被物体 吸收而变成热能，故称为热射线。因电磁波的传播不需要任何 媒质，所以热辐射是真空中唯一的热传递方式。例如，太阳传 给地球的热能就是以热辐射的方式经过宇宙空间而来的。
2hP P hP
π
R
2 B
hB
T1
T2
实际需测定量有8个：
m
、Δ Δ
T t
、
R
P、
h
P、
R
B、
h
B、
T1、
T2
散热铜盘
硅橡胶盘
试述各量代表什么？
注意事项
1. 实验顺序改为：5-1-2-3-4。 2. P132倒数第二行“每间隔5min”改为“每间隔1min”， 表5-12也作相应改动。 3.温度传感器的头部我们不加导热硅脂。 4. 如何计算散热铜盘在稳态值附近的散热速率？（逐差法） 5. 硅橡胶的导热系数范围为0.072～0.165W/（m·K），可 能有误。 6. 实验操作过程中一定要注意防止高温烫伤！ 7. 系统从加热到达稳态需时约40min甚至更长，因此实验时 要注意时间上的安排。
测量方法：稳态法和动态法两类基本方法。本实验用稳态法测 定不良导热体——硅橡胶的导热系数。
发热铝盘 硅橡胶盘 散热铜盘
温度传感器
实验仪器
游标卡尺 电子天平
手套
传感器 温度显示
计时
发热盘 温 加度 热显 上示 限 温度设定
风扇开关 加热开关
导热系数
S
T1
h
待测硅橡胶盘
Q
（热流量）
t
傅立叶导热方程式
Q S (T1 T2 )
t
h
T2 所需测量量
单位：W/(m K)
1 Cal /(s cmC) 418.68W /(m K)
Δ Δ
Q t
、
h
、
T1、
T2、
每一种知识都需要努力， 都需要付出，感谢支持！
知识就是力量，感谢支持！
----谢谢大家！！
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导热系数是表征物质热传导性质的物理量，其测定有着重要的 实际意义（如房屋设计）。
导热性能较好的物体称为良热导体，导热性能较差的物体称为 不良热导体。导热系数低于0.22 W/（m·K）的一些固体材料 称为绝热材料。
实验十三 固体导热系数的测定
热传导 热对流 热辐射
热传递
热传导
热传导是由于物体内部存在温度梯度，而发生从高温部分向 低温部分传递热量的过程。实质是由大量分子、原子或电子的 相互碰撞，而使热能（内能）从物体温度较高部分传到温度较 低部分的过程。热传导是固体中热传递的主要方式，在气体、 液体中它往往与对流同时发生。各种物质的热传导性能不同， 热传导过程的基本定律是博里叶定律。
S
h
待测硅橡胶盘T2
S
h、S——用游标卡尺测 量
发热铝盘
待测硅
散热铜盘
T2=T铜
将温度传感器各插入铝盘 和铜盘小孔中测定T1、T2
散热铜盘 在稳态（T=T2）时 向外散热的热流量
m—铜盘的质量 Δ c—T 铜材的比热容
Δt
λ
m
CΔ Δ
T t
R P 2R
对流
对流作为热传递的一种途径，是流体（气体、液体）中热传递 的主要方式。它是指流体中较热部分和较冷部分在流体本身的 有序的循环流动下的相互搀和，使温度趋于均匀从而达到热能 （内能）传递的过程。对流往往自发产生，这是由于温度不均 匀性所引起的压力或密度差异的结果。
热辐射
热辐射指受热物体以电磁辐射的形式向外界发射并传送能量的 过程。物体温度越高，辐射越强。与热传导、对流不同，热辐 射能把热能以光的速度穿过真空，从一个物体传给另一个物体。 任何物体只要温度高于绝对零度，就能辐射电磁波，波长为 0.4～40微米范围内的电磁波（即可见光与红外线）能被物体 吸收而变成热能，故称为热射线。因电磁波的传播不需要任何 媒质，所以热辐射是真空中唯一的热传递方式。例如，太阳传 给地球的热能就是以热辐射的方式经过宇宙空间而来的。
2hP P hP
π
R
2 B
hB
T1
T2
实际需测定量有8个：
m
、Δ Δ
T t
、
R
P、
h
P、
R
B、
h
B、
T1、
T2
散热铜盘
硅橡胶盘
试述各量代表什么？
注意事项
1. 实验顺序改为：5-1-2-3-4。 2. P132倒数第二行“每间隔5min”改为“每间隔1min”， 表5-12也作相应改动。 3.温度传感器的头部我们不加导热硅脂。 4. 如何计算散热铜盘在稳态值附近的散热速率？（逐差法） 5. 硅橡胶的导热系数范围为0.072～0.165W/（m·K），可 能有误。 6. 实验操作过程中一定要注意防止高温烫伤！ 7. 系统从加热到达稳态需时约40min甚至更长，因此实验时 要注意时间上的安排。