热传导实验(Heat Conduction Experiment)
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熱傳導實驗（Heat Conduction Experiment）
目的：測定各種金屬之『熱傳導係數』，並探討物質具有不同大小之熱傳導係數要如何應用。實驗設備：自己填寫
實驗方式：分別以沿『軸向』及『徑向』之熱傳導試件進行實驗，以試件內之溫度達到穩定狀態時為準，來計算金屬之熱傳導係數。
操作步驟：
（1）將金屬試件（不鏽鋼或黃銅、
不鏽鋼或鋁）安裝到要進行實
驗的座位台上
（2）打開電源，選擇溫度顯示相近
的RTD測溫棒插入試件的測
溫孔，並確定測溫棒與測溫孔
緊密接觸
（3）選擇『軸向』或『徑向』之加
熱源，並調整熱率輸入視窗之
數值為20W
（4）每隔5分鐘讀取每支測溫棒
之溫度，每個試件至少記錄六次共30分鐘，歸納結果時要將各個測溫點的『溫度-時間圖』畫出，並以溫度達到穩定狀態時為準，來計算金屬之熱傳導係數。
（5）更換試件重複步驟（1）~（4）
實驗數據記錄：
試件名稱：軸向熱傳導
T1（℃） T2（℃） T3（℃） T4（℃） T5（℃）測溫點
時間
5（min）
10（min）
15（min）
20（min）
25（min）
30（min）
試件名稱：軸向熱傳導
T1（℃） T2（℃） T3（℃） T4（℃） T5（℃）測溫點
時間
5（min）
10（min）
15（min）
20（min）
25（min）
30（min）
試件名稱： 徑向熱傳導
測溫點 時間 T1（℃） T2（℃） T3（℃） T4（℃） T5（℃） 5（min ） 10（min ） 15（min ） 20（min ） 25（min ） 30（min ）
試件名稱： 徑向熱傳導
測溫點
時間 T1（℃） T2（℃） T3（℃） T4（℃） T5（℃） 5（min ） 10（min ） 15（min ） 20（min ） 25（min ） 30（min ）
實驗數據圖示：
（1） 用Excell 畫出各個測溫點的『溫度-時間』圖
（2） 依據（1）之圖，估計各個測溫點達到穩定狀態時的溫度，依此溫度，畫出各試件在各個
測溫點達到穩定狀態的『溫度-位置』圖（在『軸向』實驗中應有兩試件之線；在『徑向』實驗中也應有兩試件之線） 實驗數據計算：
（1） 依據穩定狀態的『溫度-位置』圖，將各點連成擬合直線（不是折線），依據此直線之斜
率（『軸向』為
X
T
ΔΔ）（『徑向』為)ln(i
o o i r r T T −）來
計算『熱傳導係數K 』。 （2） 『軸向』公式為X
T
KA
Q ΔΔ=；Q ：輸入熱率（A ：試件截面積（m 2）；△T ：直線上兩點之溫度差（℃）；△X ：直線上兩點之位置差（m ） （3） 『徑向』公式為)ln(2i
o o
i r r T T KL
Q −=π；L=試件厚度（m ），T i =靠近圓心處之溫度（℃），r i =靠近圓心處之半徑（m ），T o =靠外側處之溫度（℃），r o =靠外側處之半徑（m ） 結果與討論：
（1） 書本上不鏽鋼的『熱傳導係數K 』約為20W/m ℃；黃銅約為100W/m ℃；鋁約為200W/m
℃，為何實驗計算出的值比書本提供的值為大？