稳态法测量固体导热系数

Q q t 1 10 t 2 20
样品的传热速率，
q 是铜盘散热率。 t
（ 1
（1）
式（1）中θ10、θ20是传热稳定时的样品上下表面温度， 是
Q t
根据傅立叶的热传导定律，（1）式左边可以写为：
1 2 Q S t h1
（2）
而根据物体的散热率与冷却率之间的关系，（1）式右边 可以写为：
三、实验仪器
1．TC-3B型λ 测试仪和测试架 2．待测样品（环氧圆盘、硅橡胶盘） 3．游标卡尺 4．手套
四、数据处理
1．将测量数据填入数据表格。 2 ．利用散热盘温度随时间变化的数据作散热曲线，并
选择θ20附近10组数据， 用逐差法计算散热盘散热速率 ，
进而计算待测样品导热系数λ。 3．计算不确定度Uλ，并给出结果表述。 计算不确定度时，只考虑这一项即可。
U
说明：因本实验主要误差来源于散热速率的测量，所以
五、注意事项
1．实验操作过程中，要注意防止高温烫伤； 2．测温传感器插入小孔时抹些硅油，并插到孔洞底部， 使之保证良好接触； 3．实验前，要标定一下两测温传感器，若不一致，要 进行修正； 4．用稳态法测量导热系数时，要使温度稳定下来，约 要半个小时左右。待θ2的数值在数分钟内不变时，即可认 为已达到稳定状态。（由于控温精度有限， θ1、θ2 的读数 可能会出现波动 ） 5 ． 测量稳态温度和散热速率过程中，要注意保持一样 的环境条件。 6.实验之后，整理好仪器设备，做好清洁卫生。
，就 t 2 20
Hale Waihona Puke Baidu 量，必须将它独立放在空气中才可以测量，这时相应的冷
却速率我们不妨记为 ，根据散热速率也即冷 t 2 20
却速率与表面积成正比的规律，可以有如下的关系式成立：
t 2 20
R 2 2R h 2 2 2 t 2R 2 2R h 2 2 2 2 20
一、实验目的
1．了解热传导现象的物理过程。 2．了解物体散热速率和传热速率的关系。 3．学会用铂电阻型传感器测定温度。 4．学习一种测量材料导热系数的实验方法。
二、实验原理
图一
导热系数实验装置示意图
当如图一所示的系统达到热平衡时，通过待测样品的传热 速率和散热铜盘向侧面和下面的散热速率相同，即有
q MC t 2 2 0 t
2 2 0
（3）
式(3)中M 是散热紫铜盘的质量，C 是其比热。C 385.0 J /( kg0 C ) 这样，只要测出散热铜盘的冷却速率
可以联立（1）、（2）及（3）式而得出导热系数λ ，但是， 当散热铜盘处在稳定系统中时，其冷却速率不方便测
于是我们可以进一步得出导热系数λ 的表示式为：
R2 2h2 h1 1 （4） MC 2 t 2 R2 2h2 10 20 R 1 2 20