大学物理实验——测定气体导热系数

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导热系数实验测定

导热系数实验测定
导热系数是描述材料导热性能的物理量，可以通过实验测定得到。

以下是一种测定导热系数的实验方法：
1. 准备实验样品：将需要测量导热系数的样品切成形状相同的小块，尺寸大约为1cm x 1cm x 1cm。

样品表面需要平整光滑，可以使用砂纸打磨。

2. 准备实验仪器：导热系数实验仪、温度计、电源等。

3. 实验步骤：
a. 将实验仪器接通电源，调整好温度计。

b. 将样品放在导热系数实验仪的试样台上。

c. 打开实验仪器，开始测试。

d. 实验仪器会通过导热方式将样品热量传递到散热器上，散热器会将热量散发到空气中。

e. 在测试过程中，记录样品表面和散热器表面的温度。

f. 根据测试数据，计算出样品的导热系数。

4. 实验注意事项：
a. 为了减小误差，需要重复测试多次，取平均值作为最终结果。

b. 在测试过程中，要保证实验环境的恒温恒湿，以免影响测试结果。

c. 在测试不同材料时，需要及时清洗试样台和散热器，以免样品之间相互影响。

这是一种比较简单的测定导热系数的实验方法，实际操作时还需要根据具体情况进行调整。

2-测定气体导热系数

实验二测定气体导热系数物理学为衡量物质传导热的性质设置了导热系数，导热系数代表该物质的导热性能。

导热系数大的物质为热的良导体；导热系数小的物质为热的不良导体。

水的导热性能好，气体的导热性能差。

在气体中不同的气体，导热性能相差悬殊。

比如氦和氢的导热系数比空气大6～7倍，说明氦的导热能力比空气大6～7倍。

在气相色谱分析中，气体导热系数这一热学性质被用来鉴别不同的气体。

“热线法”是测量气体导热系数的基本方法。

为了减少气体对流传热的影响，实验测量在低气压下进行，然后通过线性外推求算实验结果。

【实验目的】l．掌握用热线法测定气体导热系数的基本原理和正确方法。

2．掌握低真空系统的基本操作。

3．学习应用“线性回归”和“外推法”进行实验数据处理。

【实验原理】l．“热线法”测量气体导热系数的原理“热线法”是在样品（通常为大的块状样品）中插入一根热线。

测试时，在热线上施加一个恒定的加热功率，使其温度上升。

测量热线本身或平行于热线的一定距离上的温度随时间上升的关系。

由于被测材料的导热性能决定这一关系，由此可得到材料的导热系数。

本实验将待测气体盛于沿轴线方向装有一根钨丝的圆柱形容器内(如图1)，该容器称为测量室。

并给钨丝提供一定的电流使其温度为，设容器内壁的温度近似为室温。

由于，容器中的待测气体必然形成一个沿径向分布的温度梯度，由于待测气体的热传导，将迫使钨丝温度下降，因而无法维持测量室中温度梯度的稳定状态。

只有设法维持钨丝的温度恒为，容器内待测气体的温度分布才能保持为稳定的径向分布的温度场。

图1本实验就是用热线恒温自动控制系统来维持钨丝温度恒为。

这样，每秒钟由于气体热传导所耗散的热量就等于维持钨丝的温度恒为时所消耗的电功率。

不同气体的导热性能(导热系数)不同，则维持钨丝温度恒为所消耗的电功率也不同，因而可以通过测量钨丝消耗的电功率来求算待测气体的导热系数。

图1是测量室的示意图，假设钨丝的半径为，测量室的内半径为，钨丝的温度为，长度为，室温为。

测定气体导热系数

测定气体导热系数【实验目的】1．掌握低真空系统的基本操作方法，学会正确使用数显式电子真空计。

2．掌握用热线法测定气体导热系数的基本原理和正确方法。

3．学习应用“线性回归”和“外推法”对实验数据进行处理。

【实验原理】1．“热线法”测量气体导热系数的原理1)稳定温度场的建立T2由于T1＞T2，容器中的待测气体必然形成一个沿径向分布的温度梯度，由于热传导，钨丝温度下降，本实验用热线恒温自动控制系统来维持钨丝温度恒为T1。

这样，每秒钟由于气体热传导所耗散的热量就等于维持钨丝的温度恒为T1时所消耗的电功率，从而维持测量室中温度梯度稳定。

故通过测量钨丝消耗的电功率来算出单位时间内热传导的热量。

2)由付里叶定律推导气体导热系数K 即气体导热系数。

其中l = 19.5 cm , r 1 = 0.0095 mm, r 2 =7.5 mm . T 2近似等于室温，关键在于Q 与T 1怎么测定。

2) Q 与T 1的测定每秒钟通过气体圆柱面传输的热量Q 等于钨丝所耗散的电功率，即 UI W Q ==对于一定长度为l 的钨丝而言，其电阻值与温度的关系为： 001)(273R R R T α-+= 。

R 0=37.2 Ω，是零度时的电阻值；R=U/I 为实验测量。

13101.5--⨯=C α2．二项修正1）热辐射以及联接钨丝两端的电极棒的传热损失的修正。

2）测量在低气压（133.3帕～1333帕）条件下进行，低气压气体导热系数K 低与压强P 下导热系数之间的关系：中的K 低和K 可以用Q 低和Q 来代替3．作图法外推求Q 以1／P 为横坐标，1／Q 低为纵坐标作图，所得到的实验曲线将近似为一直线，此直线在纵坐标上的截距即为1／Q【实验内容】1．熟悉实验装置，选择合适的热线温度外推法求Q1）对照实验装置图熟悉气体导热系数测定仪的基本结构，特别注意三通Ⅰ和三通Ⅱ的旋转操作。

2）校准电子真空计。

3）调节热线的恒温温度T1 (钨丝电阻值为90～100Ω左右) 2．测量钨丝热辐射与电极棒传热耗散的电功率Ｗ真空1）预抽真空2）测量W真空在真空度约0.1333帕（或10-3 乇）时测出热线两端的电压U真空及流过它的电流I真空，通过计算得W真空。

导热系数的测定

实验4—7 导热系数的测定热传导是热量交换（热传导、对流、辐射）的三种基本方式之一，导热系数（又称热导率）是反映材料热传导性质的物理量，表示材料导热能力的大小。

材料的导热机理在很大程度上取决于它的微观结构，热量的传递依靠原子、分子绕平衡位置的振动以及自由电子的迁移。

在金属中电子流起支配作用，在绝缘体和大部分半导体中则以晶格振动起主导作用。

因此，某种材料的导热系数不仅与构成材料的物质种类密切相关，而且还与它的微观结构、温度、压力及杂质含量有关。

在科学实验和工程设计中，所用材料的导热系数都需要用实验的方法精确测定。

物体按导热性能可分为良导体和不良导体。

对于良导体一般用瞬态法测量其导热系数，即通过测量正在导热的流体在某段时间内通过的热量。

对于不良导体则用稳态平板法测量其导热系数。

所谓稳态即样品内部形成稳定的温度分布。

本实验就是用稳态法测量不良导体的导热系数。

【实验目的】1. 了解热传导现象的物理过程，巩固和深化热传导的基本理论。

2. 学习用稳态平板法测量不良导体的导热系数。

3. 学会用作图法求冷却速率。

4. 了解实验材料的导热系数与温度的关系。

【实验原理】1. 导热系数根据1882年傅立叶（J.Fourier ）建立的热传导理论，当材料内部有温度梯度存在时，就有热量从高温处传向低温处，这时，在dt 时间内通过dS 面积的热量dQ ，正比于物体内的温度梯度，其比例系数是导热系数，即：dS dzdT dt dQ λ-= （4-7-1）式中，dtdQ 为传热速率；dz dT 为与面积dS 相垂直方向上的温度梯度，负号则表示热量从高温处传到低温处；λ为导热系数。

在国际单位制中，导热系数的单位为-1-1W m K ⋅⋅。

2. 用稳态平板法测不良导体的导热系数设圆盘B 为待测样品，如图4-7-1所示，待测样品B 、散热盘C 二者的规格相同（其位置如图4-7-2所示），厚度均为h 、截面积均为S （2S D π=，D 为圆盘直径），圆盘B大学物理实验 78 上下两面的温度1T 和2T 保持稳定，侧面近似绝热，则根据（4-7-1）式可知传热速率为： S h T T S h T T dt dQ 2112-=--=λλ （4-7-2）为了减小侧面散热的影响，圆盘B 的厚度h 不能太大。

气体的导热系数测定实验

气体的导热系数测定实验
气体的导热系数是指气体传导热量的能力，对于气体的导热系数的测定可以进行以下实验:
1. 热传导实验：将一个圆柱形的气体样品放置在一个恒温的容器中，并在样品上加热一个端口。

在另一个端口上放置一个温度计，测量样品中的温度变化。

通过比较加热端口与测温端口的温度差异和加热功率的关系，可以计算出气体的导热系数。

2. 热传导法：将两个绝热的容器用一个细长的气体样品连接起来，并在其中一个容器中加热气体，同时在另一个容器中测量温度。

通过测量温度变化的速率和加热功率的关系，可以计算出气体的导热系数。

3. 热导率计：使用热导率计测量气体样品的导热系数。

热导率计是一种能够测量物体导热性能的仪器。

通过将气体样品和一个绝缘的热源和冷源接触，测量导热传导的速率和温度差异，可以计算出气体的导热系数。

需要注意的是，在进行气体导热系数测定实验时，要保持实验环境的稳定性，确保温度的恒定和样品的均匀性，以提高测量的准确性。

此外，还需根据气体的性质和实验条件的需要，选择适当的测量方法。

导热系数测定设计性实验

Ｓ，体厚度为Ｈ，四周保护层的厚度均为）整
ＨＨＨ）待测液体导热系数为，护层材（《，保
２２测量复合材料导热系数．
在实际应用中，多材料并不是单一的，很如图
料导热系数为，们的总体导热系数为。它
导热系数测定设计性实验
唐小村
（海工学院，淮江苏连云港２２０）２０５
摘
要：热系数测定是大学物理热学中比较重要的实验，稳态法测量不良导体导热系数的原导对
理和实验方法进行研究，于不同形态的导热材料，出了几种可行的实验方案。实验内容和测量结果对提符合设计性实验要求，助于启发学生的创新意识。有
：
ｄ
后，将加热盘Ａ移开，Ｃ盘自然冷却，隔一定让每
的时间间隔采集一个温度值，到其温度下降低直于丁约１，２０℃ 由此求出铜盘Ｃ在温度Ｔ附近的２冷却速率（即温度变化率）由于物体的冷却速率。
～Ｈ～
法对学生具有启发性，大学物理实验教学中可在以作为设计性实验进行开展，以巩固和深化热传
导的基本理论，发学生创新意识。激
参考文献：
［］ＢＲ１ＥＭＡＮＲＴｈｒｌｏｄｃｉｏｉｓＭ］０－．ｅｍａＣｎｕｔｎｉＳｌ［．ｘｏｎｄ

大学物理实验报告-导热系数的测量

得分教师签名批改日期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实验地点科技楼实验时间：2011 年04 月25 日星期一实验报告提交时间：2011 年05 月09 日1、实验目的_____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ 2、实验原理_____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________3、实验仪器仪器名称组号型号量程△仪4、试验内容与步骤_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________5、数据记录（1）记录橡胶盘、黄铜片的直径、高度B DB h c Dch数据（2）采用逐差法散热盘P 在温度为20θ时的冷却速率202θθθ=∆∆t，其中s t 120=∆。

测定气体导热系数-2

2π l T
1
− T
2
实验内容
1. 2. 系统校准和热线温度的设定测量钨丝热辐射与电极棒传热耗散的电功率 W空 •预抽真空预抽真空 •真空计零值校准真空计零值校准实际测量时，一般以热丝耗散功率小于O.20 实际测量时，一般以热丝耗散功率小于O.20 W 作为系统的真空对待。例如，为系统的真空对待。例如，在 R 的设置值为 100Ω 时，只要系统抽气到电压表显示值小于5V 时，则系统就基本满足真空要求。本满足真空要求。 •测量干燥空气的导热系数测量干燥空气的导热系数实验的过程是测出不同气压值 P 时，钨丝两端的电乇的范围内，压 U P 及流经钨丝的电流 I P 。1 ~ 10 乇的范围内，均匀每间隔O.5乇左右） O.5乇左右地（每间隔O.5乇左右）读取十几组数据并分别记录到表格内即可。表格内即可。
注意事项
为了减少气体对流对传热的影响，条件下进行。为了减少气体对流对传热的影响，测量应在1 ~ 10 条件下进行。如果系统长时间没有使用，或者系统漏气较多，如果系统长时间没有使用，或者系统漏气较多，系统不易达到所要求的真空度，应仔细检查系统各气路接口有否漏气并排除故障。的真空度，应仔细检查系统各气路接口有否漏气并排除故障。为了避免真空泵回油，实验过程中或实验结束时，为了避免真空泵回油，实验过程中或实验结束时，只要抽气阀旋纽尖端指向“空气” 使其进气口通大气。端指向“空气”，使其进气口通大气。针阀漏率的大小，乇的气压范围内，针阀漏率的大小，要以实验人员在 1 ~ 10乇的气压范围内，能及时读取漏率的大小并记录相关数据为宜，该阀非常精密，应在教师指导下进行调节，并记录相关数据为宜，该阀非常精密，应在教师指导下进行调节，请同学们自己不要随意调节，同学们自己不要随意调节，以免损坏针阀。实验过程中如果不注意（或操作不熟练），把过多的气体放入系统内，实验过程中如果不注意（或操作不熟练），把过多的气体放入系统内，），把过多的气体放入系统内这是可以参照上面操作步骤，这是可以参照上面操作步骤，用真空泵把系统内气压重新抽到实验需要再继续测量。要再继续测量。

导热系数的测定(完整版)

3.理解温差热电偶的特性。
二、实验原理：
1．热传导定律：；
2．导热系数概念：等于相距单位长度的两平面的温度相差为一个单位时，在单位时间内通过单位面积所传递的热量，单位是瓦·米-1·开-1（W·m-1·K-1），导热系数是反映材料的导热性能的重要参数之一；
3．稳态法（通过控制热源传热在样品内部形成稳定的温度分布，而进行的测量）测不良导体的导热系数的方法；
得分
教师签名
批改日期
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14导热系数的测定
学院：
专业：课程编号：
组号：指导教师：
报告人：学号：
实验地点
实验时间：2009年月日星期
实验报告提交时间：2009年月日
一、实验目的
1.掌握用稳态法测量不良导体的导热系数的方法。
2.了解物体散热速率和传热速率的关系。
5、讨论本实验误差因素，并说明测量导热系数可能偏小的原因。
A、样品表面老化，影响传热；
B、加热板，样品，散热板之间有缝隙，影响传热。
C、热电偶热端与发热盘和散热盘接触不良，应粘些硅油插入小孔底部，等等
6、测冷却速率时，为什么要在稳态温度附近选值。？
A、当散热板处在不同温度时，它的散热速率不同，与本体温度，环境温度都有关。
并给出λ测量结果.
思考题
1、导热系数的物理意义是什么？
导热系数是单位温度梯度作用下物体内所产生的热流密度，是反映材料导热性能的重要参数之一，其值等于相距单位长度的两平面的温度相差为一个单位时，在单位时间内通过单位面积所传递的热量，单位是瓦•米-1•开-1（W•m-1•K-1）。
2、实验中采用什么方法来测量不良导体的导热系数？

大学物理实验理论考试题目及答案2

题库B-12单项选择题（答案仅供参考）1．两个直接测量值为0．5136mm和10．0mm，它们的商是（C ）最少为三个有效数字2．在热敏电阻特性测量实验中，QJ23型电桥“B”和“G”开关的使用规则是：（ A ）A：测量时先按“B”，后按“G”，断开时先放“G”后放“B”B：测量时先按“G”，后按“B”，断开时先放“B”后放“G”C：测量时要同时按“G”和“B”，断开时也要同时放“B”和“G”D：电桥操作与开关“G”和“B”的按放次序无关。

3．在观察李萨如图形时，使图形稳定的调节方法有：（B）A：通过示波器同步调节，使图形稳定；B：调节信号发生器的输出频率；C：改变信号发生器输出幅度；D：调节示波器时基微调旋扭，改变扫描速度，使图形稳定。

观察丽莎如图时没有用扫描电压，所以ACD不适用，只能通过调节两个输入信号使之匹配4．QJ36型单双臂电桥设置粗调、细调按扭的主要作用是：（ A ）Ａ：保护电桥平衡指示仪（与检流计相当），便于把电桥调到平衡状态；Ｂ：保护电源，以避免电源短路而烧坏；Ｃ：保护标准电阻箱；Ｄ：保护被测的低电阻，以避免过度发热烧坏。

5．选出下列说法中的正确者：（ A ）Ａ：QJ36型双臂电桥的特点之一，是它可以大大降低连接导线电阻的影响。

B：QJ36型双臂电桥连接低电阻的导线用铜片来代替，从而完全消除了导线引入的误差。

C：QJ36型双臂电桥设置“粗”、“细”调按钮，是为了避免电源烧坏。

D：双桥电路中的换向开关是为了保护被测的低电阻，以避免过度发热而烧坏。

6.某同学得计算得某一体积的最佳值为(通过某一关系式计算得到)，不确定度为，则应将结果表述为：( D )A：V=3.415678(0.64352cm3 B: V=3.415678(0.6cm3C: V=3.41568(0.64352cm3 D: V=3.42(0.06cm37．几位同学关于误差作了如下讨论：甲：误差就是出了差错，只不过是误差可以计算，而差错是日常用语，两者没有质的区别。

测量气体导热系数

物理实验教学示范中心
实验数据记录及处Biblioteka ：1、拟定数据记录表，记录每次测量的电压（V），电流（A）和压强（Pa ）值。 2、数据处理：
物理实验教学示范中心
思考题：
1、开启或停止真空泵之前应该注意什么问题？ 2、使用电子式真空计应注意哪些问题？ 3、为什么要先测量低气压下气体的传热数据，再用外推法去求常压下的气体的导热系数？ 4、为何要测量真空条件下钨丝耗散的电功率？ 5、为何要避免系统一边进气一边抽气？
物理实验教学示范中心
实验原理：
“热线法”测量气体导热系数 “热线法”是在阳平中插入一根热线。测试时，在热线上施加一个恒定的加热功率，使其温度上升。测量热线本身或平行于热线的一定距离上的温度随时间上升的关系。由于被测材料的导热性能决定这一关系，由此可得到材料的导热系数。本实验将待测气体充入沿轴线方向装有一根钨丝的圆柱形容器内，该容器称为测量室；并给钨丝提供一定的电流使其温度为T1，设容器内壁的温度近似为室温T2。由于T1>T2，容器中的待测气体必然形成一个沿径向分布的温度梯度，本实验用热线恒温自动控制系统来维持恒定的径向分布温度场。这样，每秒钟由于气体热传导所耗散的热量就等于维持钨丝的温度恒为T1时所消耗的电功率。不同气体的导热性能不同，维持钨丝温度恒为T1所消耗的电功率也不同，因而可以通过测量钨丝消耗的电功率来求得待测气体的导热系数。
物理实验教学示范中心
假设钨丝的半径为R1，测量室的内半径为R2，钨丝的温度为T1，长度为L，室温为T2。距热源钨丝R处取一薄层圆筒状气体层设其厚度为dR，长为L内外圆柱面的温度差为dT，没秒钟通过该柱面传输的热量为Q，根据傅立叶定律有 Q=-KdT/ dR*S=-KdT/ dR*2∏RL 得K=Q/2∏RL*ln(R2/R1)/T1-T2其中K就是要求的气体导热系数。上式中L，R1，R2为仪器常数测量室内壁温度T2可近似的看作室温。钨丝的温度恒定为T1，则没秒钟通过气体圆柱面传输的热量Q就等于钨丝所耗散的电功率，而电功率为：Q=W=U*I，其中 U、I分别为加在钨丝上的电压和电流。根据材料电阻率与温度的关系，便可通过测量钨丝的而求出它的温度T1。

导热系数的测定实验

4
【实验仪器】
当待测样品为空气层时，可利用测片调节三螺旋头使散热盘与热盘相距一定的距离 h ，此即待测定空气层的厚度。
A
F
B P
C
G H
D
E
3.000mv
调零
20mv 200mv
2v 20v
FPZ导热系数数字电压表 200v
电源 df
图1：稳态法测定导热系数实验装置图
A-带电热板的发热盘 B-样品 C-螺旋头 D-样品支架 E-风扇 F-热电偶 G-真空保温杯 H-数字电压表 P-散热盘
6
【实验内容】
8、移开加热板，在散热盘上放置胶木板，使散热盘自然冷却；稳定状
态时，通过样品上表面的热流量与由散热盘向周围环境散热的速率
相等，当散热盘冷却至稳态时的温度。记录此时的散热速率以求出
热流量。
根据上述装置，由傅立叶导热方程式可知，通过待测样品B盘的热流量，
ΔQ/Δt为：
QR212
t
h
（2）
式。该方程式指出，在物理内部，垂直于导热方向上，二个相距为h，面积为A，
温度分别为θ1 、θ2的平行平面，在Δt秒内，从一个平面传到另一个平面的热
量2
（1）
t
h
式中λ定义为该物质的导热系数，亦称热导率。由此可知，导热系数是——表示物质热传导性能的物理量，其数值等于二相距单位长度的平行平面上，当温度相差一个单位时，在单位时间内，垂直通过单位面积所流过的热量。
3、插好加热板的电源插头；再将驼线的一端与数字电压表相连，另一端插在表盘的中间位置；
4、最后，分别接好导热系数测定仪与数字电压表的电源。 5、调节数字电压表的调零旋钮，再将加热开关拨至220V档，开始加热； 6、待稳定后，可以将切换开关分别拨至测1和测2端，记录此刻样品上、

导热系数的测量实验实训报告doc

导热系数的测量实验实训报告 .doc 导热系数测量实验实训报告一、实验目的本实验旨在通过测量物质的导热系数，深入理解导热系数的物理意义和影响因素，掌握导热系数测量的基本原理和方法，提高实验操作技能和数据处理能力。

二、实验原理导热系数是描述物质导热性能的重要参数，其大小反映了物质在单位时间内、单位温度差下通过单位面积的热流量。

根据傅里叶导热定律，稳态导热过程中，单位时间内通过单位面积的热流量Q与温度梯度ΔT成正比，与传热面积A和材料热阻R成反比，可用公式表示为：Q = -λAΔT/R其中，λ为导热系数，A为传热面积，R为材料热阻。

因此，通过测量热流量Q、温度梯度ΔT和传热面积A，可以计算出材料的导热系数λ。

三、实验步骤1.准备实验器材：导热系数测量仪、加热器、温度传感器、样品杯、天平、砝码、镊子、电源线等。

2.安装实验器材：将加热器放置在样品杯中央，将温度传感器插入加热器侧壁，将样品杯放置在导热系数测量仪平台上。

3.准备样品：选取具有不同导热系数的物质，如金属、陶瓷、塑料等，将其研磨成粉末，用天平称取一定质量，置于样品杯中。

4.开始测量：连接电源线，打开导热系数测量仪电源开关，设置加热器温度、测量时间等参数，启动测量程序。

5.记录数据：观察实验过程中温度变化情况，记录各个时间点的温度值。

6.数据处理：根据实验数据，计算导热系数，分析实验结果。

四、实验结果与分析1.数据记录：将各个时间点的温度值记录在表格中，计算温度梯度ΔT和热流量Q。

2.导热系数计算：根据公式λ = Q/(AΔT)，计算物质的导热系数。

将计算结果记录在表格中。

3.结果分析：比较不同物质的导热系数大小，分析导热系数的影响因素。

可以从物质的结构、分子排列、分子量等方面进行讨论。

例如，金属的导热系数普遍较高，因为金属晶体中存在大量的自由电子，可以快速传递热量；而塑料和陶瓷的导热系数相对较低，因为它们存在大量的分子间空隙和缺陷，阻碍了热量的传递。

大学物理实验理论考试题目及答案2

单项选择题（答案仅供参考）1．两个直接测量值为0．5136mm 和10．0mm ，它们的商是（ C ）0.1:D 0.051:C 0.0514:B 05136.0:A 最少为三个有效数字2．在热敏电阻特性测量实验中，QJ23型电桥“B ”和“G ”开关的使用规则是：（ A ） A ：测量时先按“B ”，后按“G ”，断开时先放“G ”后放“B ”B ：测量时先按“G ”，后按“B ”，断开时先放“B ”后放“G ”C ：测量时要同时按“G ”和“B ”，断开时也要同时放“B ”和“G ”D ：电桥操作与开关“G ”和“B ”的按放次序无关。

3．在观察李萨如图形时，使图形稳定的调节方法有：（ B ）A ：通过示波器同步调节，使图形稳定；B ：调节信号发生器的输出频率；C ：改变信号发生器输出幅度；D ：调节示波器时基微调旋扭，改变扫描速度，使图形稳定。

观察丽莎如图时没有用扫描电压，所以ACD 不适用，只能通过调节两个输入信号使之匹配4．QJ36型单双臂电桥设置粗调、细调按扭的主要作用是：（ A ）Ａ：保护电桥平衡指示仪（与检流计相当），便于把电桥调到平衡状态；Ｂ：保护电源，以避免电源短路而烧坏；Ｃ：保护标准电阻箱；Ｄ：保护被测的低电阻，以避免过度发热烧坏。

5．选出下列说法中的正确者：（ A ）Ａ：QJ36型双臂电桥的特点之一，是它可以大大降低连接导线电阻的影响。

B ：QJ36型双臂电桥连接低电阻的导线用铜片来代替，从而完全消除了导线引入的误差。

C ：QJ36型双臂电桥设置“粗”、“细”调按钮，是为了避免电源烧坏。

D ：双桥电路中的换向开关是为了保护被测的低电阻，以避免过度发热而烧坏。

6.某同学得计算得某一体积的最佳值为3415678.3cm V =(通过某一关系式计算得到)，不确定度为3064352.0cm V =∆，则应将结果表述为：( D ) A ：V=3.415678±0.64352cm 3 B: V=3.415678±0.6cm 3C: V=3.41568±0.64352cm 3 D: V=3.42±0.06cm 37．几位同学关于误差作了如下讨论：甲：误差就是出了差错，只不过是误差可以计算，而差错是日常用语，两者没有质的区别。

测定气体导热系数

测定气体导热系数
气体导热系数是指单位时间内气体单位面积的热流量与温度梯度的比值，通俗的说就
是热量在气体中传递的能力。

气体导热系数的测定对于各类气体的热传导性能了解、开发
新的气体制冷技术、制定过程安全防范措施、调控大气的热力学平衡等领域有极大的意义。

目前常见的测定方法有两种，即热传导仪和热桥法。

1.热传导仪法
热传导仪法是最为普遍、简单、易于操作的测定气体导热系数方法。

其原理是在一定
温度梯度下，利用热传导仪器，通过气体流经装置，测定单位面积通量或热流量的变化，
从而得到气体的导热系数。

该方法仪器简单、操作方便、测量误差小，但缺点是仅适用于
低压、低温、小流量的气体，因其要求通过流量较小，且流动方式为稳态状态的气体。

在
实验中，需注意热传导仪器的清洁度、稳定性、气体的干燥度、纯度及其他环境因素对实
验的影响。

2.热桥法
热桥法是通过制作多层绝缘材料的热电偶和利用温差引起的电势差比较，间接测定气
体导热系数。

该方法适用于高压、高温、大流量的气体，但其仪器复杂、操作繁琐、误差
较大。

在实验中，需注意热电偶的准确度、检查接触度、选取良好的绝缘材料。

总结：
气体导热系数的测定方法较多，上述两种方法是应用较为广泛的方法，根据实验需求
选择适当的方法进行测定。

在实验操作中，应注意实验仪器的准确性、气体环境参数的控制，以确保数据可靠性。

确定气体的导热系数对于各类领域的研究都有着重要的意义和
价值。

大学物理实验——测定气体导热系数

大学物理实验——测定气体导热系数本实验旨在测定气体导热系数，通过该实验，我们可以掌握气体导热的基本原理和测定方法。

实验原理：热传导是一种物质内部热量传递的方式，当物体的一部分温度升高，部分分子动能增加，随之将多余的能量传递给邻近分子，这样能量逐渐从高温区转移到低温区，直到整个物体达到热平衡。

在气体中，热传导只能通过分子之间的碰撞，因此气体的热传导主要与气体分子的平均自由程有关。

气体不同于固体和液体，气体的物态比较松散，分子之间的距离远大于其大小，而且由于气体的热运动导致气体分子彼此迅速交换着位置和速度。

因此，气体的热传导比固体和液体要弱，热传导系数也要小得多。

气体的导热系数的大小与气体的种类、压力、密度、温度等有关。

该实验测量的是常温下氢气的导热系数，根据气体形状对传热的影响，可以使用圆柱形长短不等的传热棒，利用传热棒的热流量和温度梯度来计算气体的导热系数。

实验设备：传热棒（一个长、一个短）、电流表、电压表、热电偶、恒温水浴池、压力计、气体压缩机等。

实验步骤：（1）首先，在氢气压缩机上打开压力调节阀，将氢气压力调到1.5 MPa左右。

（2）将传热棒置于恒温水浴池中，并通过继电器接通到电源上，使传热棒发热。

（3）在传热棒的长短两端接上电压表、电流表、热电偶等仪器，测量热流量、电压、电流和温度。

（4）将传热棒加热到稳定状态，记录长短传热棒的电流、电压、温度差等数据。

（5）启动气体压缩机，将氢气充入装置中，利用压力计调节气体压力。

（7）重复以上操作，取多组数据。

根据传热学理论，气体导热系数k的计算公式为：k = Q / (2πLΔT)其中，Q为传热棒放出的热量，L为传热棒（长）的长度，ΔT为传热棒的温差。

由于短传热棒的长度很短，可以忽略它的导热作用，不考虑它的热流量，因此，计算气体导热系数时，只需要考虑长传热棒的热流量即可。

Q = P × U × A其中，P为电功率，U为电压，A为传热棒截面面积。

大学物理实验导热系数的测定

2 20
于是，导热系数为：
D 4h h 1 1 c c B mc R 2 2 t D 2 h c 10 20 B c 2 20
实验原理
4、温差热电偶的工作原理
30 60 90 120 150 180 210

0
120 30 150 60 180 90 210 4
数据记录和处理
1
记录橡胶盘（样品）和黄铜盘（散热板）的直径、厚度DB、hB、DC、hC,黄铜盘（散热板）质量mC。记录稳态时橡胶盘上下表面的温度10 和
移开样品，让散热盘自然散热冷却，在温度 20附近，散热盘的散热速率可以表示为：
q mc t t 2 20 2 20
实验原理
考虑散热盘自由冷却与稳态时的散热面积不同，引入修正系数：
Rc2 2Rc hc q mc 2 t t 2Rc 2Rc hc 2 20 2 20 Dc 4hc 1 mc 2 t Dc 2hc
传入的热量等于散出的热量????qqqq即样品的传热速率等于散热盘的散热速率202101?????????tt稳态时样品上下表面的温度分别为一定值?10和?20样品实验原理ahtqb2010202??????????ahtqb21?????????q?t202101??????????tqtq由上式可见由上式可见关键是求散热盘的散热速率关键是求散热盘的散热速率??202?移开样品让散热盘自然散热冷却在温度?20附近散热盘的散热速率可以表示为
截面面积A
hB
散热盘（黄铜盘）
样品（橡胶盘）的传热速率为：

导热系数测量实验报告

导热系数测量实验报告一、实验目的导热系数是表征材料导热性能的重要参数，准确测量材料的导热系数对于研究材料的热传递特性、优化热设计以及保证热设备的正常运行具有重要意义。

本实验的目的是通过实验方法测量不同材料的导热系数，并掌握导热系数测量的基本原理和实验技能。

二、实验原理导热系数的测量方法有多种，本次实验采用稳态法测量。

稳态法是指在传热过程达到稳定状态时，通过测量传热速率和温度梯度来计算导热系数。

在实验中，将待测材料制成一定形状和尺寸的样品，放置在两个平行的热板之间。

其中一个热板作为热源，保持恒定的温度＄T_1$；另一个热板作为冷源，保持恒定的温度＄T_2$（＄T_1 ＞ T_2$）。

当传热达到稳定状态时，通过样品的热流量＄Q$ 等于样品在温度梯度＄＼frac{dT}｛dx}＄方向上的导热量。

根据傅里叶定律，热流量＄Q$ 与温度梯度＄＼frac{dT}｛dx}＄和传热面积＄A$ 成正比，与导热系数＄＼lambda$ 成反比，即：＄Q ＝＼lambda A\frac{dT}｛dx}＄在实验中，通过测量热板的温度＄T_1$ 和＄T_2$，以及样品的厚度＄d$ 和传热面积＄A$，可以计算出温度梯度＄＼frac{dT}｛dx} ＝＼frac{T_1 T_2}｛d}＄。

同时，通过测量加热功率＄P$，可以得到热流量＄Q ＝ P$。

将这些测量值代入上述公式，即可计算出材料的导热系数＄＼lambda$。

三、实验设备1、导热系数测量仪：包括加热装置、冷却装置、温度传感器、测量电路等。

2、待测样品：本实验选用了几种常见的材料，如铜、铝、橡胶等。

3、游标卡尺：用于测量样品的尺寸。

四、实验步骤1、准备样品用游标卡尺测量样品的厚度、长度和宽度，记录测量值。

确保样品表面平整、无缺陷，以保证良好的热接触。

2、安装样品将样品放置在导热系数测量仪的两个热板之间，确保样品与热板紧密接触。

调整热板的位置，使样品处于均匀的温度场中。

3、设定实验参数设置加热板的温度＄T_1$ 和冷却板的温度＄T_2$，通常＄T_1 T_2$ 的差值在一定范围内。