东北大学稳态法测固体的导热系数详细过程

（1）实验准备中

首先是实验报告，这次的实验记录的表格，书中并没有给出，所以我们需要自己画表格，需要画的表格一共三个，一个是求稳态时T1、T2的表格，第二个是算待测物厚度h 的表格，最后一个是求散热时T2-t的关系的表格。下铜盘直径D、下铜盘厚度δ、下铜盘质量m都不需要测量。第一个表格的话画10~11列左右就够用了，其实也可以再少点，以防万一可以多画2、3列，表一是个3行11列（这个列数可以自由调整）左右的表格。待测物厚度要测量三次最后取平均值，所以需要画2行4列。表三的话要多画一些，数据还是不少的，地方不够可以另起一行接着画，最后我测得了14个数据，所以一般数据15列（加表头一共16列）比较保险。三个表具体怎么画在学长们的报告里都有，参考一下就可以了。其他的没什么可说，接下来进入实验吧。

（2）实验开始啦

实验台，中间偏左的仪器即为YBF-2型导热系数测试仪。接下来是各个角度的图片

面板（开启前）

面板（开启后）

测试仪上半部分

仪器上半部分（后部）

仪器后部，左边的按钮是电源开关

冰水混合物，温度在0˚C左右，一个人拿一个

铜盘及待测物

首先打开仪器后部的电源开关，可以看到仪器面板上有示数，此时先检查一下第三个面板下半部分的黄字是否是50.0（如之前的图所示），然后检查一下面板上“控制方式”的那个开关是否为“自动”，最后检查一下风扇是否打开，若打开则可以听到风扇的声音，将其关闭，整个实验用不到风扇。

使上、下铜盘与待测物紧密接触，待测物的半径与铜盘半径基本相同，所以要使其严密对齐，水平方向看去不要有明显的缝隙，若有缝隙则可以通过调节下铜盘下方的三个螺丝，使其严密接触。

连线，面板左侧一共有两根线，每根线上伸出了两个接头

黑色接头伸入冰水混合物中，蓝色接头伸入上、下铜盘的小孔中：

接好以后就准备读数了

线路接好后旋转上图中的旋钮，旋至I时显示的是上面的线两端的电势差，旋至II 时显示的则是下面的线两端的电势差，所以一般来说I线接上铜盘，II线接下铜盘。

旋至II时面板情况接下来就是计时和读数了。

中间的面板是一个计时器，“复位”将时间归零，“启停”键控制时间开始/暂停，注意要令计时器开始运行，旋钮要旋到最左边“断路”才可以，否则计时器不会运行，如果计时器损坏，用手机以及其他计时的东西一样可以。每3min记录一组数据（每3min旋转旋钮记录下上、下盘温度（即电势差），相差几秒也没有太大差别），直至有三组数据完全一样为止。

这里有两点需要注意，一个就是开始计时的时机，由于整个加热至稳态的过程耗时并不短，如果刚一加热就开始计数的话很可能都记到超过30min了仍然没有达到稳态，这样表格中就没有地方记录新数据了，所以可以采取的方法是加热开始后等待至少10min再开始记录数据，根据我得到的结果以及学长的报告中的结果来看，一般上盘电势差在1.9X 左右（或者1.8X也可以）时比较接近，可以开始记录数据了（我测得的是2.00，学长的报

告中测得的也是2.00，同学的有1.9x的，还有1.7x的）总之开始记录的时机不要太早，否则会有些麻烦，而且我们真正需要的只是稳态时的数据，其中的变化不需要记录的特别详细。

第二个就是注意接线端，尤其是上午做实验的同学，冰水混合物刚从冰箱中拿出来的时候，冰块的体积很大，水则没有多少，所以热电偶温度计的黑线并不能确实地伸进去，在实验过程中很有可能露出水面暴露在空气中，那样的话温度就不准了，所以一定要注意，如果发现某此得到的数据与之前的相差过大，则很有可能是热电偶温度计的黑线段露出水面了，同样需要注意的还有蓝线端，蓝线端即使伸得足够深了也有可能因为被黑线带动而接触不良，导致示数有变化，如果遇到这种情况，不要停止计时，将黑线端与蓝线端重新插进去就可以了，数据也照常记录（如果实在是相差过大可以按照整体的趋势稍微改动一下，在最后的稳态值要保证是准的前提下），只要最后能得到稳态值就没有问题。

稳态值得到以后我们需要测得下铜盘散热时T2与t的关系。

首先将下铜盘加热（将中间待测物拿下，另上、下铜盘直接接触），旋钮旋到II，观察下铜盘的电势差，在电势差为u2(下铜盘稳态时的读数)+0.10时，移开上铜盘（与上铜盘连接着的旋臂上有一个固定旋钮，拧开后可以移动上铜盘，在前面的图中可以看到），旋钮旋到“断路”，开始计时，并计第一个数值为u2(下铜盘稳态时的读数)+0.10，此后每3 0s计一次数，直到读数降到u2(下铜盘稳态时的读数)-0.10时停止计数，至此该过程结束。

下盘加热

移开上盘，令下盘散热然后是测量待测物厚度h，使用游标卡尺，一共测量三次取平均值。熟练的同学可以一边做上个实验一边测量。

至此整个过程就结束了。

（3）实验结束喽

实验结束后是实验数据的处理：

1.电势差转换成温度

对照书中的热电偶分度表，用内插法将电动势换算成温度，比如将2.00mV换算成温度，我们发现49˚C时电势差为1.992mV，50˚C时电势差为2.035mV,则所求温度应在4 9和50之间，我们用线性内插，有

设所求为T，则(T-49)/(2.00-1.992)=(50-49)/(2.035-1.992) 求得T=49.18604051≈49. 2˚C。

2.下铜盘直径D、下铜盘厚度δ、下铜盘质量m

这三个数据均在下铜盘上刻出：

第一个H代表下铜盘厚度δ，单位为mm，图中则为7.1mm。

第二个R代表下铜盘半径R，单位为mm，图中下铜盘半径为64.9mm，经过简单计算可得到直径为129.8mm。

第三个M代表下铜盘质量m，单位为g，图中下铜盘质量为831g。

注意每个铜盘的参数都可能不一样。

比热容c在书中给出。

思考题做1、3题。

整个实验就结束。