（6）
.
.
将（6）带入（2）式即得 =
（7）
【实验仪器】
1．EH-3 型数字化热学实验仪
图 3. EH-3 型数字化热学实验仪
.
.
图 4. EH-3 型数字化热学实验仪
2.
测导热率的 实验装置
游标卡尺
加热盘、待测样品橡胶盘、散热铝盘
量程： 0~125 mm 分度值： 0.02 mm
仪 0.02 mm
C 内有加热用的电阻丝和用作温度传感器的热敏电阻，前者被用来做热源。首先，
.
.
可由 EH-3 数字化热学实验仪将 C 内的电阻丝加热，并将其温度稳定在设定的数 值上。B 的热导率尽管很小，但并不为零，固有热量通过 B 传递给 A，使 A 的温 度 TA 逐渐升高。当 TA 高于周围空气的温度时，A 将向四周空气中散发热量。由 于 C 的温度恒定，随着 A 的温度升高，一方面通过 C 通过 B 流向 A 的热流速率不 断减小，另一方面 A 向周围空气中散热的速率则不断增加。当单位时间内 A 从 B 获得的热量等于它向周围空气中散发的热量时，A 的温度就稳定不变了。
求出 A 盘在 T 附近的冷却速率 dT 。
2
dt
（3）用游标卡尺测出待测板 A 的直径 2R A 和厚度 hA ，记下 A 盘的质量 m 铝 。
（4）根据式（7）出待测材料的导热系数 。
【实验数据及误差分析】 A T2=51.58℃ B T1=57.27℃ To=3℃
A 在 T2 时的冷却曲线数据
设有一厚度为 l、底面积为 S的薄圆板，上下两底面的温度 T，T不相等， 且 T1＞T2，则有热量自上底面传乡下底面（见图 1），其热量可以表示为
(1)
.
.
图 1 测量样品
式中，
为热流量，代表单位时间里流过薄圆板的热量； 为薄圆板内热
流方向上的温度梯度，式中的负号表示热流方向与温度梯度的方向相反； 为待
表 1 实验仪器
【实验内容】 （1）建立稳恒态 ○1 如图 3、图 4 所实验装置，连接好电缆线，打开电源开关，“测量选择”开
关旋至“设定温度”档，调节“设定温度粗选”和“设定温度细选”钮，选择设 定 C 盘加热为所需的温度（如 80℃）值。
○2 将“测量选择”开关拨向“上盘温度”档，打开加热开关，观察 C 盘温度 的变化，直至 C 盘稳定恒定在设定温度（如 80℃）。
在读取稳态时的 T 和 T 之后，拿走样品 B，让 A 盘直接与加热盘 C 底部
1
2
的下表面接触，加热铝盘 A，使 A 盘温度上升到比 T 高 3 左右，再移去加热盘 C， 2
关闭加热开关，“测量选择”开关拨向“下盘温度”档，让铝盘 A 通过外表面直
接向环境散热（自然冷却），每隔一分钟记下相应的温度值，作出 A 的冷却曲线，
t
0
T 51.58+ ℃ 5
54.0 1
53.2 6
52.4 7
51.7 2
51.0 4
50.3 5
49.6 6
48.0 1
48.3 5
51.58-5
dT
dt -0.83
表2
.
.
由图得 n= dT = 0.83 dt
图5
稳恒态57.26 5.67
.
本科实验报告 （阅）
实验名称:非良导体热导率的测量
实验 11 非良导体热导率的测量
【实验目的和要求】 1.学习热学实验的基本知识和技能。 2.学习测量非良导体热导率的基本原理的方法。 3.通过做物体冷却曲线和求平衡温度下物体的冷却速度，加深对数据图事法的理 解。 【实验原理】
热可以从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部 分，这种现象叫做热传递。热传递的方式有三种：传导，对流和辐射。
（4）
于是有
（5）
但要注意，A 自然冷却时所测出的
与试验中稳恒态时 A 散热是的热流速
率 是不同的。因为 A 在自然冷却时，它的所有外表面都暴漏在空气中，都可以
散热，而在实验中的稳恒态时，A 的上表面是与 B 接触的，故上表面是不散热的。 由传热定律：物体因空气对流而散热的热流速率与物体暴露空气中的表面积成正 比。设 A 的上下底面直径为 d，高为 h，则有
测薄圆板的热导率。 如果能保持上下两底面的温度不变（稳恒态）和传热面均匀，则
，于是
(2)
得到 关键 1.使待测薄圆板中的热传导过程保持为稳恒态。 2.测出稳恒态时的 。
1．
建立稳恒态
为了实现稳恒态，在试验中将待测薄圆板 B 置于两个直径与 B 相同的铝圆柱 A,C
之间，且紧密接触，（见图 2）。
图二 测量装置
2 51.58 57.26 5.68
3 51.56 57.26 5.70
4 51.55 57.26 5.71
5 51.56 57.26 5.70
6 51.56 57.27 5.70
表3
6
(x x )2
S= n 的不确定度： S A t
冷却速度。 A 的冷却速度可通过做冷却曲线的方法求得。具体测法是：当 A、C 已达稳恒
态后，记下他们各自的稳恒温度 T2,T1 后，再断电并将 B 移开。使 A，C 接触数 秒钟，将 A 的温度上升到比 T2 高至某一个温度，再移开 C，任 A 自然冷却，当 TA 降到比 T2 约高 To（℃）时开始计时读数。以后每隔一分钟测一次 TA,直到 TA 低于 T2 约 To（℃）时止。测的数据后，以时间 t 为横坐标，以 TA 为纵坐标做 A 的冷却曲线，过曲线上纵坐标为 T2 的点做此曲线的切线，则斜率就是 A 在 TA 的自然冷却速度，即
○3 再将“测量选择开关拨向“下盘温度”档，观察 A 的温度变化，若每分钟 的变化
.
.
△ T A 0.1℃，则可认为达到稳恒态。记下此时的 A 和 C 的温度 T 2 和
T。 1
时间测量：按动“启动”钮一下，即开始计时；再按动“启动”钮一下即暂停计 时；按动“复位”钮，即归零。
（2）测 A 盘在 T 2 时的自然冷却速度
2.测量稳恒态时的
因为流过 B 的热流速率 就是 A 从 B 获的热量的速率，而稳恒态时流入 A 的热 流速率与它散发的热流速率相等，所以，可以通过测 A 在稳恒态时散热的热流速 率来测 。当 A 单独存在时，它在稳恒温度下向周围空气中散热的速率为
（3）
式中， 为 A 的比热容； 为 A 的质量；n= T=T2 成为在稳恒温度 T2 时的