实验中，在读得稳定时的T1和T2 后，即可将B盘移去，而使盘A 的底面与铜盘P直接接触。当盘 P的温度上升到高于稳定时的T 值若干摄氏度后，再将圆盘A移 开，让铜盘P自然冷却。观察其 温度T随时间t变化情况，然后由 此求 而mc T T2 t t t
【实验仪器】
不良导体导热系数测定仪 温度计（0~100℃，精确到0.1℃） 铜-康铜热电偶 天平、砝码 秒表
铜-康铜热电偶
数字电压表
不良导体导热系数测定仪
图3
热电偶
【实验原理】
根据傅立叶导热方程式，在物体内部，取两 个垂直与热传导方向、彼此间相距为L、温 度分别为T1、T2的平行平面(设T1>T2)，若平 面面积均为S，在t时间内通过面积S的热 量Q满足下述表达式： Q T1 T2 S Q t h （1） 式中 t 为热流量， 即为该物的热导率 （又称作导热系数）， 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 W m 1 K 1 。
3．接通电源，将加热选择开关由“断”打向“高” 档，当打向“高”档时，加温速度最快。当传感 器I的温度读数VT1为4.2mV，可将开关打向 “低” 档，降低加热电压。 4．待传感器I、II的读数不再上升（约需40分钟） 时，说明已达到稳态，每隔5分钟记录VT1和VT2的 值。 Q 5测量散热盘在稳态值T2附近的散热速率（ t ）。 移开铜盘A，取下橡胶盘，并使铜盘A的底面与铜 盘P直接接触，当P盘的温度上升到高于稳定态的 VT2值若干度（0.2mV左右）后，再将铜盘A移开， 让铜盘P自然冷却，每隔30秒（或自定）记录此时 Q 的T2值。根据测量值计算出散热速度 。
（m为紫铜盘P的质量， C为铜材 的比热容），就是紫铜盘P在温 度为T2时的散热速率。
但要注意，这样求出 是紫铜盘的全部表 面暴露于空气中的冷却速率，其散热表面积 2 2 R 2 RP hP 为 （其中RP与hP分别为紫铜盘 的半径与厚度）。然而，在观察测试样品的 2 R 稳态传热时，P盘的上表面（面积为 p） 是被样品覆盖着的。考虑到物体的冷却速率 与它的表面积成正比，则稳态时铜盘散热速 率的表达式应作如下修正： 2 Q Q ( R p 2R p h p ) mc 2 t t (2 R p 2R p h p ) （3） 将式（3）代入式（2），得： ( R 2h ) h T 1 （4） mc
不良导体的导热系数 的测定
沙贝
不良导体导热系数的测定
【实验目的】 【实验仪器】
【实验原理】 【实验步骤及内容】 【数据处理】 【注意事项】 【思考题】
【实验目的】
1、掌握不良导体导热系数的测定方法—— 稳态平衡法。 2、测定不良导体（橡皮板）的导热系数。 3、学习用热电偶进行温度测量。 重点难点： 1．稳态法的理解； 2．导热系数测定仪的正确使用。
知道单位时间内通过待测样品B 任一圆截面的热流 Q （2） T1 T2 2 RB t hB
T1、T2 为B盘上、下表面的温度， RB为样品的半径，h3为样品的厚 度，当热传导达到稳定状态时， T1和T2的值不变，于是通过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T2时的 散热速率来求出热流量 。 Q t
T2=
1 V1 (mV) V2 (mV) 散热速率 时间 (s) 电压 (mv) 30 60 90
2
3
4
5
120 150 180 210 240
【注意事项 】
(1)使用前将加热铜板A与散热铜板B擦干净， 样品两端面擦干净后，可涂上少量硅油，以 保证接触良好。 (2)实验过程中，如需触及电热板，应先关闭 电源，以免烫伤。 (3)实验结束后，应切断电源，妥为放置测量 样品，不要使样品两端面划伤而影响实验的 正确性。
一、不良导体导热系数的测量
1．实验时，先将待测样品（例如硅橡胶圆片）放 在散热盘P上面，然后发热盘A放在样品盘B上方， 并用固定螺母固定在机架上，再调节三个螺旋头， 使样品盘的上下两个表面与发热盘和散热盘紧密 接触。 2．在杜瓦瓶中放入冰水混合物，将热电偶的冷端 （黑色）插入杜瓦瓶中。将热电偶的热端（红色） 分别插入加热盘A和散热盘P侧面的小孔中，并分 别将其插入加热盘A和散热盘P的热电偶接线连接 到仪器面板的传感器I、II上。
2 p p B 2 2 t (2 R p 2h p )(T1 T2 ) R H
T t
【实验步骤及内容】
在测量导热系数前应先对散热盘P和等测样 品的直径、厚度进行测量。 1．用游标卡尺测量待测样品直径和厚度， 各测5次。 2．用游标卡尺测量散热盘P的直径和厚度， 测5次，按平均值计算P盘的质量。也可直接 用天平称出P盘的质量。
【数据表格及数据处理 】
实验数据记录（铜的比热c=0.09097cal· g-1· C-1，比重8.9g/cm3） 散热盘P：质量m= （g） 半径 Rp= (cm)
1 Dp (cm) hp (cm)

2
3
4
5
橡胶盘：半径Rb= (cm)
1
2
3
4
5
DB(cm) hB(cm)
稳态时T1、T2的值（转换见附录1的分度表）T1=
t
二、金属导热系数的测量 1．将圆柱体金属铝棒（厂家提供）置于发 热圆盘与散热圆盘之间。 2．当发热盘与散热盘达到稳定的温度分布 后，T1、T2值为金属样品上下两个面的温度 此时散热盘P的温度为T3。因此测量P盘的 Q 冷却速度为： t T T3 Q h 1 mc T T 1 由此得到导热系数为 t T1 T2 mR 2 测T3值时可在T1、T2达到稳定时，将插在发 热圆盘与散热圆盘中的热电偶取出，分别插 入金属圆柱体上的上下两孔中进行测量。
【思考题】
(1)散热盘下方的轴流式风机起什么作用？若 它不工作时实验能否进行？ (2)本实验对环境条件有些什么要求？室温对 实验结果有没有影响？ (3)试定量估计用温差电动势代替温度所带来 的误差。 (4)分析本实验的主要误差