稳态法测量热导率

2
2
根据切线斜率计算冷却速率 。 t 2
实验结果与分析
散热盘（不同位置） 平均值 Hp/mm 7.63 7.62 7.73 7.61 7.73 7.65 7.66 散热盘直径（不同角度） 平均值 Dp/mm 130.00 129.98 130.00 129.99 130.01 130.00 130.00
dB
实验时，当测得稳态时的样品上下表面温度后，将样品B抽去，让加热盘 C与散热盘P解触，当散热盘的温度上升到高于稳态时的值20摄氏度以上 后，移开加热盘，让散热盘在电扇作用下冷却，记录散热盘温度随时间t 的下降情况，求出散热盘在 率为 时的冷却速率，则散热盘 P在 时的散热速 2
2
Q mc t t
橡皮样品厚度（不同位置） 平均值 hB/mm 8.07 8.07 8.06 8.05 8,05 8.06 8.06
橡皮样品直径（不同角度测量） 平均值 dB/mm 129.22 128.82 128.92 128.16 129.00 128.99 128.85
稳态时（十分钟内温度基本保持不变），样品上表面的温度示值 摄氏度。 1=50.5摄氏度.样品下表面温度 =37.3 2
设稳态时，样品的上下平面温度分别为 时间内通过样品的热量满足下式：
、 ，根据傅立叶传导方程，在 1 2

Q 1 2 1 2 2 S dB t h 4h
式中为样品的导热系数 ， 为样品的厚度， S为样品的平面面积，实验中 hB
样品为圆盘状，设圆盘样品的直径为
实验步骤
（1）接上导热系数测定仪的电源，开启电源后，设定控制温度50摄氏度，
设置完成按“确定”键，加热盘即开始加热。
（2）加热盘的温度上升到设定温度值时，开始记录散热盘的温度，可每隔
一分钟记录一次，待在十分钟或者更长的时间内加热加热盘和散热盘的温 度值基本不变，可以认为已经达到稳定状态了。
（3）按复位键停止加热，取走样品，调节三个螺栓使加热盘和散热盘接触 良好，按升温设置到80摄氏度，设置完成按“确定”键，使 到45摄氏度 即可。 （4）按复位键，移去加热盘，让散热圆盘在风扇作用下冷却，每隔10秒 （或者30秒）记录一次散热盘的温度示值，由临近值 的温度数据中计算 冷却速率，也可根据记录数据做冷却曲线，用镜尺法做曲线在点的切线，
学习感想及课程建议
通过本次学习，我发现物理的基本原理的掌握很重要，而且做实验需要
耐心，只有这样才能最终顺利的完成实验。
老师很认真，没有意见。
谢谢老师！
2
mc t
2
R 2R h 2R 2R h
2 p 2 p p p p p
所以样品的导热系数为：
mc t
2
R 2h 4h 2R 2h
2 p p B p p 1
2
1Biblioteka Baidu2 d B
实验仪器
每隔十秒记录一次散热盘冷却时的温度示值。
代入公式计算得
mc t
2
R 2h 4h 2R 2h
2 p p B p p 1
2
1 0.023J / K · C 2 d B
温度的测量有所误差，但是多次测量减少误差。斜率的拟合度较高，基本 符合实际数值。
实验原理
稳态法测量热导率1898年C.H.Lees首先使用平板法测量不良导体的导热 系数，这是一种稳态法。实验中，样品制成平板状，其上端面与一个稳定 的均匀发热体充分接触，下端面与一均匀散热体相接触。由于平板样品的 侧面积比平板平面小很多，可以认为热量只沿着上下方向垂直传递，横向 由侧面散去的热量可以忽略不计，即可以认为，样品内只有在垂直样品平 面的方向上有温度梯度，在同一平面内，各处的温度相同。