导热系数的测定(完整版)
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。
导热系数的测量实验报告
导热系数的测量（一）【实验目的】用稳态法测定出不良导热体的导热系数，并与理论值进行比较。
【实验仪器】导热系数测定仪、铜-康导热电偶、游标卡尺、数字毫伏表、台秤(公用)、杜瓦瓶、秒表、待测样品（橡胶盘、铝芯）、冰块【实验原理】根据傅里叶导热方程式，在物体内部，取两个垂直于热传导方向、彼此间相距为h 、温度分别为T 1、T 2的平行平面（设T 1>T 2），若平面面积均为S ，在t ∆时间内通过面积S 的热量Q ∆免租下述表达式：hT T S t Q )(21-=∆∆λ （3-26-1） 式中，tQ ∆∆为热流量；λ即为该物质的导热系数，λ在数值上等于相距单位长度的两平面的温度相差1个单位时，单位时间内通过单位面积的热量，其单位是)(K m W ⋅。
在支架上先放上圆铜盘P ，在P 的上面放上待测样品B ，再把带发热器的圆铜盘A 放在B 上，发热器通电后，热量从A 盘传到B 盘，再传到P 盘，由于A,P 都是良导体，其温度即可以代表B 盘上、下表面的温度T 1、T 2，T 1、T 2分别插入A 、P 盘边缘小孔的热电偶E 来测量。
热电偶的冷端则浸在杜瓦瓶中的冰水混合物中，通过“传感器切换”开关G ，切换A 、P 盘中的热电偶与数字电压表的连接回路。
由式（3-26-1）可以知道，单位时间内通过待测样品B 任一圆截面的热流量为221)(B BR h T T t Q πλ-=∆∆ (3-26-2) 式中，R B 为样品的半径，h B 为样品的厚度。
当热传导达到稳定状态时，T 1和T 2的值不变，遇事通过B 盘上表面的热流量与由铜盘P 向周围环境散热的速率相等，因此，可通过铜盘P 在稳定温度T 2的散热速率来求出热流量tQ ∆∆。
实验中，在读得稳定时T 1和T 2后，即可将B 盘移去，而使A 盘的底面与铜盘P 直接接触。
当铜盘P 的温度上升到高于稳定时的T 2值若干摄氏度后，在将A 移开，让P 自然冷却。
导热系数检测内容及方法
导热系数检测内容及方法（1）防护热板法检测导热系数本方法适用于处于干燥状态下单一材料或者复合板材等中低温导热系数的测定。
依据标准：《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》GB/T10294-88原理：在稳态条件下，防护热板装置的中心计量区域内，在具有平行表面的均匀板状试件中，建立类似于以两个平行匀温平板为界的无限大平板中存在的一维恒定热流。
为保证中心计量单元建立一维热流的准确测量热流密度，加热单元应分为在中心的计量单元和由隔缝分开的环绕计量单元的防护单元。
并且需有足够的边缘绝热或（和）外防护套，特别是在远高于或低于室温下运行的装置，必须设置外防护套。
通过测定稳定状态下流过计量单元的一维恒定热流量Q、计量单元的面积A、试件冷、热表面的温度差/T,可计算出试件的热阻R 或热导率CA（C1试验仪器：1.1平板导热仪(1)导热系数测定范围：(0∙020~L000)W∕(m∙K)(2)相对误差：±3%(3)重复性误差：±2%(4)热面温度范围：(0-80)℃(5)冷面温度范围：(5~60)℃1.2、钢直尺1.3、游标卡尺2、试件要求：1)尺寸试件测量范围：30OmmX30OnInIXI(10~38)mm试件的表面用适当方法加工平整，使试件与面板紧密接触，刚性试件表面应制作的与面板一样平整，并且整个表面的不平行度应在试件厚度的±2%。
试件的尺寸应该完全覆盖加热单元的表面，由于热膨胀和板的压力，试件的厚度可能变化，在装置中在实际的测定温度和压力下测量试件厚度。
热敏感材料不应暴露在会改变试件性质的温度下，当试件在实验室空气中吸收水分显著(如硅酸盐制品)，在干燥结束后尽快将试件放入装置中以避免吸收水分。
3、试件加工试验前，将试件加工成30OnlnI(长)×300mm(宽)的正方形，并且保证冷热两个传热面的平行度，特别是硬质材料的试件，如果冷热两个测试面不平行，这种情况下必须将试件磨平后才能做实验。
导热系数的测定(完整版)
△θ／△t|θ2=θ20，其中△t=120S.
T/s
0
30
60
90
120
150
180
210
θ2/mV
七，数据处理
1．原始数据必需重新抄入实验报告数据处理部分的正文中，再进行具体处理，注意各测量量的单位；
2．采用逐差法求黄铜盘在温度为 时的冷却速率 ，Δt = 120 S
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12实验中采用什么方法来测量不良导体的导热系数
得分
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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
4．计算橡胶板的导热系数λ，与标准值 比较，并给出λ测量结果；
5．给出实验结论。
测量结果参考值：
1．DB, hB, DC, hC测量参考值：
橡胶板直径 =131.77 mm橡胶板厚度 =8.25 mm
黄铜盘直径 =130.02 mm黄铜盘厚度 =7.66 mm
黄铜盘质量m=896.2 g黄铜比热C= 3.77×102J/kg.k
3．测量黄铜盘的冷却速率。保持稳态时散热板的环境：
a.电风扇一直工作。
b. 附近的冷却速率。
六、数据记录：
组号：；姓名
1.记录橡胶盘、黄铜盘的直径、高度（DB、Hb、DC、HC），记录相应结果
测量次数
1
2
3
4
5
平均值
所用测量仪器
导热系数测量方法及仪器
动态方法是指在变化温度下测量材料导热系数的方法。这种方法通常使用热脉冲法或热反应法。
1.热脉冲法
热脉冲法是一种迅速变化温度的方法，它通过在被测材料中加热脉冲，并测量温度变化来计算导热系数。实验中，通过一个电磁炉或者激光脉冲等方式给被测材料施加一个短时间的高温脉冲，然后通过测量温度的变化，以及脉冲能量的大小来计算Leabharlann 热系数。导热系数测量方法及仪器
导热系数是材料的一个重要物理参数，它描述了材料传导热量的能力。测量导热系数的目的是为了评估材料的热性能，以及使用该材料的可行性。下面将介绍导热系数的测量方法以及常用的测量仪器。
一、静态方法
静态方法是指在恒定温度下测量材料导热系数的方法。这种方法是通过测量材料两端的温度差来确定导热系数的。常用的静态方法有热板法和热流计法。
2.热反应法
热反应法是一种通过观察材料的热反应过程，从而求得导热系数的方法。实验中，将被测材料放置在一个加热腔中，然后在一定温度下对其进行恒定热反应，通过测量反应中产生的热量和反应过程的时间来计算导热系数。
常用仪器：
1.导热系数测试仪：这种仪器有多种型号，可以根据不同的测量方法选择合适的仪器。一般包括加热装置、温度传感器、温度控制系统、数据采集和分析系统等组成。
2.热板法仪器：热板法需要使用一块平板和对应的温度传感器，以及控制电路等。
3.热流计：热流计用于测量导热材料中的热流量，它包括散热区、热电偶和测温装置等。
4.热脉冲测试仪：热脉冲测试仪包括一个加热器、一个测温电阻和一个控制系统，用于给被测材料施加热脉冲以及测量温度变化。
总结：
导热系数是材料的一个重要物理参数，测量导热系数有静态方法和动态方法两种。常用的测量仪器包括导热系数测试仪、热板法仪器、热流计和热脉冲测试仪等。这些仪器可根据实验需要选择使用。随着科技的发展和进步，导热系数的测量方法和仪器也将进一步提高和完善。
导热系数的测定方法
导热系数的测定方法导热系数（thermal conductivity）是指物质传导热量的能力，是描述物质热传导性能的重要参数。
测定物质的导热系数有多种方法，下面将介绍其中常用的几种方法。
1.热板法测定导热系数热板法是一种常用的测定导热系数的方法。
该方法需要将待测物质包裹在两块热板之间，首先加热其中一块热板，保持另一块热板的温度恒定，然后通过测量两块热板之间传导的热流量和温度差来计算导热系数。
该方法适用于导热系数在0.03-200W/m·K范围内的材料。
2.平板法测定导热系数平板法是另一种常用的测定导热系数的方法。
该方法将待测物质切割成平板状，在平板两侧施加不同温度，通过测量两侧温度差和传导热流量来计算导热系数。
该方法适用于导热系数在0.1-500W/m·K范围内的材料。
3.横向比热差法测定导热系数横向比热差法是一种用于测定导热系数的动态方法。
该方法将待测物质制成棒状，在其表面施加周期性的热源和热沉，通过测量棒状物体两处的温度差和周期性热流量来计算导热系数。
该方法适用于导热系数在0.2-10W/m·K范围内的材料。
4.传导-对流法测定导热系数传导-对流法是一种用于测定导热系数的方法。
该方法将待测物质加工成圆柱形，通过测量圆柱的传热速率和端部的温度差来计算导热系数。
在传热过程中考虑了传导和对流两个因素。
该方法适用于导热系数在0.03-100W/m·K范围内的材料。
5.热流计法测定导热系数热流计法是一种常用的测定导热系数的方法。
该方法使用热流计进行测量，将待测物质放置在热流计中，通过测量热流计两侧温度的变化和流过的热量来计算导热系数。
该方法适用于导热系数在0.1-500W/m·K范围内的材料。
除上述方法外，还有一些其他测定导热系数的方法，例如横向比热法、横向热流测量法、测量材料的导电系数然后通过Wiedemann-Franz定律计算导热系数等。
这些方法各有优缺点，选择合适的方法需要考虑待测物质的性质、测试条件和测量精度等因素。
导热系数的测量
4、取出样品，使加热盘与散热盘直接接触 ，再加热。当散热盘温度比稳态时的T3高出 约10℃（电压表读数约增加0.5mV）时，停止 加热，并立即移去加热盘，让散热盘开始自 然冷却，并马上每隔30s记录一次散热盘的温 度值，直到电压表读数比稳态时低约0.5mV为 止。
实验目的
1、掌握稳态法测材料导热系数 的方法
2、掌握一种用热电转换方式进行温
度测量的方法。
实验仪器
YBF－2型导热 系数测试仪
杜瓦瓶 测试样品（硬
铝、橡皮） 游标卡尺等
仪 器 简介
仪器采用低于36V的隔离电压作 为加热电源，固定于底座上的３ 个测微螺旋头支撑着一个散热圆 铜盘，样品上下面可与加热铜盘 及散热铜盘紧密接触。散热盘下 方有一轴流式风扇，用来快速散 热，两个热电偶的冷端浸于杜瓦
3、根据稳态法，为得到稳定的温度分布，可 先将电源电压打到“高”档，几分钟后 θ1=4.00mv即可将开关拨到“低”档，通过调 节电热板电压“高”、“低”及“断”电档 ，使θ1读数在±0.03mv范围内，同时每隔30秒 读θ2的数值，如果在2分钟内样品下表面温度 θ2示值不变，即可认为已达到稳定状态。记 录稳态时与θ1，θ2对应的T1，T2值。
思考题
1、测导热系数λ要满足哪些条件？在实 验中如何保证？
2、测冷却速率时，为什么要在稳态温度 T2（或T3）附近选值？如何计算冷却 速率？
3、讨论本实验的误差因素，并说明导热 系数可能偏小的原因。
（如图），以
dT dx
表示在x处的温度梯度，以
dQ dt
表示在该处传
实验《导热系数测定》
实验二材料导热系数的测定一、实验目的1、巩固和深化不稳定导热过程的基本理论，学习用常功率平面热源法测定材料导热系数和导温系数的实验方法和技能。
2、测定试材的导热系数λ和导温系数α。
二、实验原理：稳态导热问题，即忽略温度随时间的变化，只考虑温度的空间分布。
即θ（x,y,z）而非稳态导热问题温度不仅在空间上有分布，而且随时间变化。
即θ（x,y,z,τ）根据不稳定导热过程的基本理论，初始温度均匀并为t0的半无限大均质物体，当表面边界被常功率热流q w加热时，同样引进过余温度θ=t-t0 ，温度场由以下导热微分方程求解：经过求解和变换，得出如下的关系式：(1)函数B(y)值()B y =（2）导温系数根据B(y)值查表得y 2值，则224d a y τ=' （m 2/h ）d :薄试件的厚度 m (3)导热系数λ=（w/mk ）上述各式中：(,)x θτ'' 经过时间τ'薄试件上表面过余温度; 1(0,)θτ 经过时间1τ薄试件下表面(热源面)过余温度;3(0,)θτ 经过时间3τ降温过程中下表面(热源面)过余温度; 2τ 关闭热源的时间;Q 加热器的功率 W/m 2Q=(V 标/10)2*A=I 2*A A=R/S式中: V 标 –与加热器串连的0.01Ω标准电阻两端的电压降 mv R 、S 分别为加热器的电阻及面积。
三、实验装置DRM-1型导热系数测定仪 适用于测定均质板状、粉末状材料的导热系数、导温系数和比热。
测试范围：3.5×10-2～1.7 W/mk ；电热烘干箱；秒表两只；干燥器；天平；卡尺（精度为0.02毫米）。
DRM-1型导热系数测定仪分三部分：1、试件部分：包括试件，试件台及夹具。
2、加热系统：包括晶体管稳压电源、加热器、0.01Ω标准电阻、电位差计和检流计。
3、温度测量系统：温度测量用铜-康铜热电偶，电偶产生的电信号用电位差计测出，通过查表得出温度值。
(精编课件)导热系数的测定方法.ppt
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【讨论】：
1．可表示为
t 推动力
Q R
热阻
推动力：t (t1 t2 )
热阻：R
δ
A
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例1-1 现有一厚度为240mm的砖壁，内壁温度 为600℃，外壁温度为150℃。试求通过每平方米 砖壁的热量。已知该温度范围内砖壁的平均导热 系数λ=0.6W/m·℃。
dx
分离变量后积分（设不随t而变）
t2 dt Q
δ
dx
t1
A 0
得
Q
A
δ
(t1
t2 )
Q
式中 Q ─热流量或传热速率，W或J/s；
q A δ (t1 t2 ) A ─平壁的面积，m2；
或
Q
(t1
t2 ) δ
δ ─平壁的厚度，m；
─平壁的导热系数，W/(m·℃) ；
A
t1,t2 ─平壁两侧的温度，℃。
?稳态法平板法热流计法瞬态热线法瞬态热线法瞬态平面热源法探针法激光法3法非稳态法导热系数的测量方法?非稳态法稳态法?球体法?实验仪器球壁导热仪适用材料燥材料在不同填充密度下的导热系数燥材料在不同填充密度下的导热系数燥材料在不同填充密度下的导热系数燥材料在不同填充密度下的导热系数?适用材料用于测定粉状颗粒状纤维状干用于测定粉状颗粒状纤维状干圆球法测定绝热材料的导热系数是以同心球壁稳定导热规律作为基础
4.热电偶热端 8.调压器
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1.将被测绝热材料放置在烘箱中干燥，然后均匀地装入球壳的夹 层之中。
2.按图44-1安装仪器仪表并连接导线，注意确保球体严格同心。 检查连线无误后通电，使测试仪温度达到稳定状态（约3～4小时）。
导热系数测定方法
导热系数测定方法导热系数（也称热传导系数）是一个物质导热性能的重要参数，它用来描述物质在单位梯度温度下导热的能力。
导热系数的测定是热传导学研究的基础，也是工程技术和科学实验中一个常见的测量参数。
本文将介绍几种常用的导热系数测定方法。
一、稳态法稳态法是最常用的测定导热系数的方法，适用于导热系数较大（大于0.5W/m·K）的材料。
它根据热传导定律，通过测量物质两侧的温度差、导热面的面积和厚度，以及所施加的热功率，计算物质的导热系数。
其基本原理为稳定状态下单位时间内通过物质的单位面积的热流量等于物质两侧的温度差除以物质的厚度。
稳态法测定导热系数的装置构成主要包括热源、测试样品、温度测量装置和热流量测量装置等。
二、半稳态法半稳态法也是一种常用的测定导热系数的方法，适用于导热系数较小（小于0.5W/m·K）的材料。
它通过测量测试样品在不同时间下的温度变化，根据瞬态热传导方程计算导热系数。
相比稳态法，半稳态法测定导热系数的装置相对较复杂，包括热源、测试样品、温度测量装置、热流量测量装置和时间测量装置等。
三、横向法横向法是一种适用于导热系数测定较小的薄膜材料的方法。
在横向法中，将测试样品分为两段，一段作为热源，另一段作为冷源，通过测量两段样品的温度差和施加的热功率，计算样品的导热系数。
横向法测定导热系数的装置包括热源、冷源、测试样品、温度测量装置和热流量测量装置等。
四、纵向法纵向法是一种适用于导热系数测定较小的长棒材料的方法。
在纵向法中，将测试样品竖直放置，一侧作为热源，另一侧作为冷源，在不同的位置测量温度，并计算导热系数。
纵向法测定导热系数的装置主要包括热源、冷源、测试样品、温度测量装置和热流量测量装置等。
除了上述方法外，还有其他一些测定导热系数的方法，如射频导热法、光热法、红外线测温法等，这些方法在特定情况下具有特殊的应用优势。
在导热系数测定过程中，测量装置的热源和冷源的选择、温度测量装置的灵敏度和准确度、热流量测量装置的准确度等因素都会对测定结果产生影响，需要综合考虑并进行合理的控制和校正，以保证测定的准确性和可靠性。
导热系数的测量实验报告
导热系数的测量实验报告一、实验目的：1.了解导热系数的概念和定义。
2.掌握导热系数的测量方法。
3.熟悉导热系数的影响因素。
二、实验仪器及材料：1.导热系数测量仪：包括加热装置、温度计、样品支架等。
2.导热系数标准样品：如铜、铝等。
3.测温仪：用于测量样品温度。
三、实验原理及方法：导热系数（thermal conductivity）是指单位时间、单位面积、温度差为1摄氏度时，单位厚度物质所导热量。
常用单位为W/(m·K)。
1.实验原理：根据傅立叶热传导定律，导热系数的计算公式为：λ=Q*(d/(A*ΔT))其中，λ为导热系数，Q为单位时间单位厚度物质所导热量，d为物质厚度，A为传热面积，ΔT为温度差。
2.实验方法：（1）测量导热系数仪的加热功率和样品厚度。
（2）连接加热装置和温度计，将样品放在样品支架上。
（3）将样品置于恒定温度环境下，记录样品初始温度。
（4）通过调节加热功率，使样品温度升高一定值，记录此时的时间。
（5）根据测温仪结果计算出样品的导热系数。
四、实验步骤：1.根据实验原理设置导热系数仪的参数。
2.将所选样品（如铝）放在样品支架上，并记录样品的厚度。
3.连接加热装置和温度计，校准温度计。
4.将样品置于恒定温度环境中，记录样品的初始温度。
5.通过调节加热功率，使样品温度升高一定值（如10℃），记录此时的时间。
6.根据测温仪结果，计算出样品的导热系数。
7.重复2-6步骤，三次测量后取平均值。
五、实验数据及结果：样品：铝厚度：2.5cm初始温度：25℃升温时间：300s根据计算公式，可得到样品的导热系数为：λ=Q*(d/(A*ΔT))=Q*(0.025/(1*10))取三次实验的结果求平均值，最终得到样品铝的导热系数为0.15W/(m·K)。
六、误差分析：1.温度测量误差：由于温度计精度有限，测量结果可能存在误差。
2.加热功率测量误差：加热装置的功率测量也可能存在误差，会影响导热系数测量的准确性。
导热系数测定实验报告
导热系数测定实验报告实验目的：测定给定材料的导热系数。
实验原理：导热系数是描述材料导热能力的物理量，可以通过测量材料的热传导过程来确定。
传导过程中，热量沿着温度梯度从高温区传导到低温区。
根据热传导定律，导热流密度Q/t正比于温度梯度dT/dx，即Q/t = -k(dT/dx)，其中k为导热系数。
在本实验中，我们采用平板法进行导热系数的测量。
在稳态条件下，选取一块厚度均匀的材料样品，在两侧施加恒定的温度差，通过测量材料两侧的温度来计算导热系数。
实验器材：1. 导热系数测定设备（包括导热板、温度传感器、温度控制仪等）2. 材料样品3. 温度计4. 计时器实验步骤：1. 准备工作：打开导热系数测定设备，确保设备正常工作。
2. 校准温度传感器：将温度传感器放入恒温水槽中，根据设备要求进行校准。
3. 安装材料样品：将材料样品放置在导热板上，并紧密密封以确保无热能损失。
4. 施加温度差：通过控制仪调节导热板两侧的温度，使其形成恒定的温度差。
5. 记录温度数据：使用温度传感器测量样品两侧的温度，并记录数据。
6. 测量时间：使用计时器测量样品温度变化的时间t。
7. 计算导热系数：利用测得的温度数据及时间t，根据导热定律计算导热系数k。
实验结果与分析：根据实验所得的温度数据及时间信息，计算出材料的导热系数k，并与已知数据进行比较。
分析测量误差的来源，并讨论可能的改进方法。
结论：本实验通过平板法测定了给定材料的导热系数，并得出了相应的结果。
通过分析实验误差与改进方法，进一步提高了实验结果的准确性。
实验存在的问题与建议：1. 实验过程中，温度传感器的校准可能存在误差，建议校准过程更加细致。
2. 材料样品的密封性可能不够好，导致热能损失，建议对样品密封进行改进。
3. 导热板的温度控制可能不够精确，导致温度差过大或过小，建议改进温度控制仪的精度。
参考文献：[1] 吴革南, 金宗俊. 传热学[M]. 高等教育出版社, 2002.[2] 冯德跃. 制冷与空调工程导论[M]. 高等教育出版社, 2004.。
导热系数的测定方法
导热系数的测定方法导热系数测定方法是用于测量材料导热性能的一种方法，它反映了材料传热过程中导热性能的好坏。
导热系数（也称热传导系数）是指单位面积上单位温度梯度所传热量的大小，通常以W/(m·K）作为单位。
导热系数的测定对于材料的工程应用和科学研究有着重要意义。
导热系数的测定方法主要包括静态法和动态法两种。
静态法主要包括平板法、线热源法和电导率法；动态法主要包括热板法、热流法和横向热阻法。
下面将分别对这些测定方法进行详细介绍。
首先是静态法的测定方法。
平板法是一种常用的测定导热系数的方法，它通过测量在一个稳态条件下材料两侧的温度差及导热板上的热流量来计算导热系数。
具体实验步骤为：首先，将样品固定在一个热源上，使之与导热板接触，然后，在导热板上施加适当的热流，通过测量导热板上和样品两侧的温度差，计算出样品的导热系数。
线热源法是另一种常用的测定导热系数的方法，它通过测量样品上一点处的温升及与之相邻两点的温差来计算导热系数。
具体实验步骤为：首先，在样品中加热一条线热源，然后在与该热源相邻的两点处测量温度差，并测量热源上一点处的温升，通过计算这些数据可以得到样品的导热系数。
电导率法是一种通过测量导体的电阻来计算其导热系数的方法。
此方法适用于导电性能良好的材料，例如金属。
具体实验步骤为：首先，在样品上施加一个稳定的电流，然后测量样品两侧的电压差，并根据样品的几何尺寸计算出其电阻，进而得到导热系数。
其次是动态法的测定方法。
热板法是一种常用的动态法测定导热系数的方法，它通过测量热板上的温度变化来计算导热系数。
具体实验步骤为：首先，将样品夹在两块热板之间，并施加一个恒定的热流，然后通过测量热板上的温度变化，结合样品的几何尺寸和材料的热容量，计算出样品的导热系数。
热流法是一种通过测量固体材料上的传热流量来测定导热系数的方法。
具体实验步骤为：首先，在样品上施加一个恒定的热流，然后通过测量热流的大小和样品两侧的温度差，计算出样品的导热系数。
导热系数的测定
导热系数的测定导热系数通常表示为λ，是指单位时间单位面积内的热量在温度差为1度时通过该材料的能力。
导热系数是材料热传导过程中的一个重要参数，它反映了热传导的速率和效率。
在工程实际中，导热系数的测定是一项重要的研究内容。
1. 热板法热板法是一种静态测量法，即样品两侧的温度分别保持一定的差值，在一定时间内测量样品内的温度变化，以求得样品的导热系数。
瞬态热法是将一个热脉冲注入样品中，然后测量样品的温度响应，根据时间-温度响应曲线来计算导热系数。
二、热板法测定导热系数的原理和步骤热板法是常见的测定导热系数的方法之一。
它根据样品的厚度和面积、热板的温度差、热板材料的导热系数和热容量等参数，测算出样品的导热系数。
（一）测定原理热板法通过测量测试样品中的温度场分布，计算测试样品的导热系数。
在实验装置中，两个寸头平整的热板相互接合，在热板之间放置测试样品，测试样品的上下表面与热板接触，实验时保持一定的温度差，通过记录在热板的加热或冷却过程中，测试样品中温度场变化，以推算测试样品的导热系数。
（二）测定步骤1. 制作测试样品，将样品定向放在两片平行的热板夹具之间，两片热板夹紧。
2. 测定热板间距，两热板表面需用电子秤进行测量，确定热板间的距离。
3. 测定热板温差，在实验前，将装置达到稳定温度，温差保持一致。
4. 记录测试样品的温度分布，在热板的加热或冷却过程中，进行数据采集和处理，记录测试样品的温度变化。
5. 计算测试样品的导热系数，通过计算温度分布，以及相关参数的测量，计算出测试样品的导热系数。
热流计法是通过施加一定的热流密度，测量材料不同位置的温度和不同时间点的温度变化，求解材料的导热系数。
其基本原理是著名的傅里叶热传导定律，该定律表述了物质中热量的传递与媒质的导热系数成正比，与媒质的面积和温度变化成正比，与媒质的厚度成反比。
热流计法是一种直接测量法，即施加定量的热量到测试样品中，记录不同位置的温度变化。
实验中将两片金属薄片紧贴在测试样品表面，接口处数值间隙极小，而金属薄片内部均布热电偶，能够精密观察温度变化。
导热系数测定
热导率测量的影响因素
试样含水量 含水（ 量大， 含水（湿）量大，热导率高 测试环境温度 环境温度低，热板的热损失大。误差大。 环境温度低，热板的热损失大。误差大 试样尺寸 试样面积要大于热板。小于或接近于热板大小时，边缘热损失大， 试样面积要大于热板。小于或接近于热板大小时，边缘热损失大，热导 率偏大。 率偏大。 试样厚度 不能小于5mm 太薄易造成热通道，太厚，热导率偏大。 5mm， 不能小于5mm，太薄易造成热通道，太厚，热导率偏大。
λ=
Qδ样品中间。 热源位于同一材料的两块样品中间。使用两块样品是为了获得向上与向下方 向对称的热流，并使加热器的能量被测试样品完全吸收。 向对称的热流，并使加热器的能量被测试样品完全吸收。 精确设定输入到热板上的能量。通过调整输入到辅助加热器上的能量，对热 精确设定输入到热板上的能量。通过调整输入到辅助加热器上的能量， 源与辅助板之间的测量温度和温度梯度进行调整。 源与辅助板之间的测量温度和温度梯度进行调整。热板周围的保护加热器与 样品的放置方式确保从热板到辅助加热器的热流是线性的、一维的。 样品的放置方式确保从热板到辅助加热器的热流是线性的、一维的。辅助加 热器后是散热器和辅助加热器，确保热量的移除与改善控制。 热器后是散热器和辅助加热器，确保热量的移除与改善控制。 测量加到热板上的能量、温度梯度及两片样品的厚度，便能够算出材料的导 测量加到热板上的能量、温度梯度及两片样品的厚度， 热系数。 热系数。 ，保护热板法比热流法的优点是温度范围宽(-180～650℃)与量程广（最高可 保护热板法比热流法的优点是温度范围宽( 180～650℃)与量程广 与量程广（ 2W/mK）。此外 保护热板法使用得是绝对法——无需对测量单元进行标 此外， 达 2W/m K）。此外，保护热板法使用得是绝对法 无需对测量单元进行标 定
物体导热系数的测定
附录五实验报告范例导热系数的测定一,实验目的1.测定物体的导热系数.2.掌握物体导热系数的测定方法(稳态法).3.学会用逐差法处理数据.二,实验原理1.约瑟夫·傅立叶导热方程式(F-5-1)式中,为传热速率,为导热系数,S为样品的横截面面积,样品的高度,, 为样品两端的稳态温度.2.稳态法测传热速率当,(任意时刻样品两端的温度)稳定时,传热也达到稳定. 此时可以认为加热盘通过样品上平面传入热量的速率与散热盘向周围环境中散热的速率相等. 因此可通过散热盘P在温度时的散热速率来代替加热盘A在温度时的传热速率. 得到(F-5-2)又因为样品传热过程中的散热面积大小与散热盘P自然冷却时不一样. 所以(F-5-3)将(F-5-3),(F-5-2)代入(F-5-1)得(F-5-4)三,实验器材导热系数测定仪;数字毫伏表,铜-康铜热电偶二个,杜瓦瓶;游标卡尺,螺旋测微器,电子秤.四,实验内容图F-5-1 实验装置图1.熟悉实验仪器的结构以及热电偶,数字毫伏表的使用方法.2.先用游标尺或千分尺测量橡胶盘B,散热盘P的直径,高度DB,hB,DP,hP ,再用电子秤测散热盘P的质量m ,各测5次填入表F-5-1 .3.按图F-5-1小心安装好仪器及样品. 注意加热盘A和散热盘P的侧面都有安装热电偶的小孔,安放时两小孔皆与杜瓦瓶,毫伏表同侧. 把热电偶的热端沾些硅油(以免电偶与铜盘接触不良)插入小孔的底部. 热电偶的冷端插入杜瓦瓶细玻璃管前,先要向玻璃管中灌入适量的硅油.4.数字毫伏表是测量热电偶电动势的. 其电压读数,可看作是当前热电偶的温度(但仍使用电压单位). 在使用前先打开电源,按下调零键,旋转调零旋钮,使读数为零. 然后按下20mV键,便可读出温度值.5.先将加热电压调至220V档,使得加热到4.00mV,接着将加热电压调至110V档,待在3.50mV 左右时通过手动调节加热电压220V,110V,和0V档,使得的读数在(3.50 0.03)mV的范围内,同时每隔2分钟记下加热圆盘和散热圆盘的温度和的数值,待在10分钟内不变化时即可认为已到达稳态,记下此时的和的值.6.移开加热盘(注意烫手),取出样品,再将加热盘A与散热盘P直接接触,并加热使得P盘的温度上升到比高出1mV左右. 接着再将加热盘A移开,让散热盘P自然冷却(如果步骤5使用了风扇则此时也得使用风扇),并且每隔30秒钟读出散热盘P的温度一直测到后3-5分钟. 在附近的值要特别小心,选其中邻近的前后共8个数据填入表F-5-2 .7.实验结束,切断电源,整理好实验仪器.五,数据处理表F-5-1 实验参数表物理量12345平均不确定度DB / mm 129.22 129.20 129.20 129.16 129.14 129.18 0.04hB / mm 7.700 7.880 7.850 7.731 7.855 7.80.1DP / mm 130.10 130.14 130.12 130.12 130.08 130.11 0.03hP / mm 7.541 7.510 7.504 7.530 7.532 7.520.02m / kg 0.895 0.895 0.005表F-5-2 散热盘冷却速率数据表T / s306090120150180210θ/ mV2.832.772.722.682.622.582.532.481.实验测得稳态时mV,mV.2.由表F-5-1算出DB,hB,DP,hP , m的平均值及不确定度.3.由表F-5-2中的数据采用逐差法求冷却时的温度梯度. 其中s. mV,mV,mV,.4.由式(F-5-4)求出橡胶盘的导热系数的平均值及其平均值的标准差. ,J·kg-1·K-1 .=0.20 J·s-1·m-1·K-1 .=0.01W·m-1·K-1 .W·m-1·K-1。
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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？
测量结果参考值：
1．DB, hB, DC, hC测量参考值：
橡胶板直径 =131.77 mm橡胶板厚度 =8.25 mm
黄铜盘直径 =130.02 mm黄铜盘厚度 =7.66 mm
黄铜盘质量m=896.2 g黄铜比热C= 3.77×102J/kg.k
2．稳态法测 ,
=3.50 mv =1.82mv
3．采取逐差法求黄铜盘冷却速率 .Δt = 120 S
可以采用与电阻串联的电流表（灵敏电流计）
因为
指导教师批阅意见：
成绩评定：
预习
（20分）
操作及记录
（40分）
数据处理
（25分）
结果与讨论（5分）
思考题
（10：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。
六、数据记录：
组号：；姓名
3.记录橡胶盘、黄铜盘的直径、高度（DB、Hb、DC、HC），记录相应结果
六、数据记录：
组号：；姓名
1.记录橡胶盘、黄铜盘的直径、高度（DB、Hb、DC、HC），记录相应结果
测量次数
1
2
3
4
5
平均值
所用测量仪器
橡胶盘直径DB( )
橡胶盘高Hb( )
黄铜盘直径DC( )
黄铜盘高度HC( )
2.选择θ20前后四个数据记如下表，并采用逐差法求散热盘P在温度为θ20时的冷却速率
△θ／△t|θ2=θ20，其中△t=120S.
测量次数
1
2
3
4
5
平均值
所用测量仪器
橡胶盘直径DB( )
橡胶盘高Hb( )
黄铜盘直径DC( )
黄铜盘高度HC( )
2.选择θ20前后四个数据记如下表，并采用逐差法求散热盘P在温度为θ20时的冷却速率
△θ／△t|θ2=θ20，其中△t=120S.
T/s
0
30
60
90
120
150
180
210
θ2/mV
2、稳态法测传热板，散热板的温度 ， ；
3、测量散热板（黄铜盘）的冷却速率 ，计算 。
操作要点：
1．导热系数测定仪的使用（数字电压表调零，热电偶接线，）；
2．构建稳态环境，保持 在3.50mV±0.03mV范围内，测量 ；
3．测量黄铜盘的冷却速率。保持稳态时散热板的环境：
a.电风扇一直工作。
b. 附近的冷却速率。
稳态法（具体描述略）
3、测 要满足哪些条件？在实验中又如何保证？
1）测 ， 系统要处于稳定态，即这两个温度在十分钟内保持不变，并且 > ，（ 人为控制在 ）；
2）测量散热板在 附近的冷却速率。
4、试述稳态法测不良导体导热系数的基本原理。
通过当达到稳态时待测样品的传热速率和散热盘向侧面和下面的散热速率相同的原理推导得出。
T/s
0
30
60
90
120
150
180
210
θ2/mV
七，数据处理
1．原始数据必需重新抄入实验报告数据处理部分的正文中，再进行具体处理，注意各测量量的单位；
2．采用逐差法求黄铜盘在温度为 时的冷却速率 ，Δt = 120 S
4．计算橡胶板的导热系数λ，与标准值 比较，并给出λ测量结果；
5．给出实验结论。
T/s
0
30
60
90
120
150
180
210
.
2.08
2.00
1.93
1.85
1.79
1.72
1.66
1.61
.
4．橡胶板导热系数 参考值.
5．与标准值的比较
1.采用逐差法求散热盘P在温度为θ20时的冷却速率
△θ／△t |θ2=θ20，其中△t=120S.
2.计算橡胶的导热系数，并与橡胶的导热系数λ标准值0.26W/m.K比较，计算百分比误差，
4散热板自由冷却与稳态时，由于散热面积不同因而要引入修正系数：
5．温差热电偶的工作原理
四、实验器材：
1.测量仪器：
仪器名称
型号
精确度
零值误差
数字电压表
停表
2.其它仪器：
发热盘，传热筒，杜瓦瓶，温差电偶，待测橡胶样品
五、实验内容和步骤：.
1、橡胶盘，黄铜盘直径，高度 ，黄铜盘质量m ，数据由实验室提供。
B、在实验中，当系统处于稳态时通过待测样品的传热与散热盘向侧面和下面的散热率相同，所以测冷却速率要在稳态温度 附近。
7、本实验的热电偶测温度为什么不用定标就能代入公式计算？能否不用数字电压表而用其它电表仪器来测热电偶电压值，代入公式求导热系数而不影响结果？举例说明。
在所测温度范围内，直流数字电压表测得的温差电动势与待测温度成线性关系，即 那么 ，所以不用定标就可以代入公式。