不良导体的导热系数测定实验

不良导体的导热系数测定实验

一．实验原理

1882年法国科学家傅里叶（J.Fourier）建立了热传导理论，目前各种测量导热系数的方法都是建立在傅里叶热传导定律的

基础之上的。测量的方法可以分为两大类：稳态法和瞬态法，本实验采用的是稳态平板法测量不良导体的导热系数。当物体内部有温度梯度存在时，就有热量从高温处传递到低温处，这种现象臂称为热传导，傅里叶指出，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，其比例系数时导热系数，即：dQ/dt=-λdT/dx·dS （1）

式中为传热速率，是与面积dS相垂直的方向上的温度梯度，“－”号表示热量由高温区域传向低温区域，是导热系数，表示物体导热能力的大小。在S1中的单位是。对于各向异性材料，各个方向的导热系数是不同的（常用张量来表示）。

不良导体导热系数的测量：图1.2.2-1是不良导体导热系数测量装置的原理图。

设样品为一平板，则维持上下平面由稳定的T1和T2（侧面近似绝热）,即稳态时通过样品的传热速率为

dQ/dt=λ(T1-T2)/hB·SB （2）

二．实验仪器

本实验主要由散热铜盘、待测样品、铜质厚底圆筒、红外灯及支架、数字电压表、双刀双掷开关、热电偶、杜瓦瓶、调压器等组成。

三．实验数据

散热盘直径：d=12.904cm h=0.904cm

样品直径d=12.688cm h=0.732cm

K=

λ=0.185w/(m.kg)

四．思考题

试分析实验中产生误差的主要因素。

1.样品和两铜板之间可能出现缝隙，对导热产生影响

2.测量样品直径厚度误差

3.作图连接存在误差

4.数据处理过程中存在误差