稳态法测固体导热系数实验报告

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1、今年以来我们在上级党组织的领导和区精神文明办的关心支持指导下坚持以邓小平理论和三个代表重要思想为指导认真落实科学发展观稳态法测固体导热系数实验报告篇一：实验讲义-稳态法测固体的导热系数-XX　　稳态法测固体的导热系数　　热传导是热量传递的三种基本形式之一，是指物体各部分之间不发生相对宏观位移情况下由于温差引起的热量的传递过程，其微观机制是热量的传递依靠原子、分子围绕平衡位置的振动以及自由电子的迁移。在金属中自由电子起支配作用，在绝缘体和大部分半导体中则以晶格振动起主导作用。　　法国科学家傅里叶（J.B.J.Fourier1786——1830）根据实验得到热传

2、导基本关系，1822年在其著作《热的解析理论》中详细的提出了热传导基本定律，指出导热热流密度（单位时间通过单位面积的热量）和温度梯度成正比关系。数学表达式为：　　q???gradT　　此即傅里叶热传导定律，其中q为热流密度矢量（表示沿温度降低方向单位时间通过单位面积的热量），?是导热系数又称热导率，是表征物体传导热能力的物理量，?在数值上等于每单位长度温度降低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。一般说来，金属的导热系数比非金属的要大；固体的导热系数比液体的紧紧围绕中心工作以创建区级文明单位活动为载体切实加强思想道德建设和

3、企业文化建设深入开展群众性的精神文明创建活动今年以来我们在上级党组织的领导和区精神文明办的关心支持指导下坚持以邓小平理论和三个代表重要思想为指导认真落实科学发展观　　要大；气体的导热系数最小。因此，某种物体的导热系数不仅与构成物体的物质种类密切相关，而且还与它的微观结构、温度、压力、湿度及杂质含量相联系。在科学实验和工程设计中，需要了解所用物体的一些热物理性质，导热系数就是重要指标之一，常常需要用实验的方法来精确测定。　　测量导热系数的方法很多，没有哪一种测量方法适用于所有的情形，对于特定的应用场合，也并非所有方法都能适用。要得到准确的测量值，必须基于物体的

4、导热系数范围和样品特征，选择正确的测量方法。测量方法可以分为稳态法和非稳态法两大类。稳态法是在加热和散热达到平衡状态、样品内部形成稳定温度分布的条件下进行测量的方法。非稳态法则是在测量过程中样品内部的温度分布随时间是变化的，测出这种变化，得到热扩散率再利用物体已知的密度和比热，求得导热系数。本实验采用稳态平板法测量物体的导热系数，该法设计思路清晰、简捷，具有典型性和实用性。　　【实验目的】　　1．了解热传导现象的物理过程。　　2．了解物体散热速率和传热速率的关系。3．学会用铂电阻型传感器测定温度。　　4．学习一种测量材料导热系数的实验方法。　　【实验原理】紧

5、紧围绕中心工作以创建区级文明单位活动为载体切实加强思想道德建设和企业文化建设深入开展群众性的精神文明创建活动今年以来我们在上级党组织的领导和区精神文明办的关心支持指导下坚持以邓小平理论和三个代表重要思想为指导认真落实科学发展观　　稳态平板法测量物体的导热系数原理示意图如图1，发热盘A将热量传到待测物体样品盘B，再传到散热盘C，由于A、C盘是用热的良导体做的，与待测样品盘B紧密接触，　　其温度可以代表B盘上、下表面的温度T1,T2，（T1?T2），在样品盘B内，若热传导方向垂直于上、下表面，两表面彼此间相距为hB、面积均为S，当热传导达到稳定状态时，即T1和T

6、2的值不变，根据傅立叶热传导定律，则在?t时间内通过B盘的热量?Q满足下述表达式：　　(T?T2)?Q　　(1)???S?1　　?tB稳态hB?Q式中为热流量，?即为该物质的导热系数（又称作热导　　?t　　率），　　若样品盘B做成圆盘，其半径为RB，由式（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：　　图1　　?Q　　?t　　???　　B稳态　　(T1?T2)2　　(2)???RB紧紧围绕中心工作以创建区级文明单位活动为载体切实加强思想道德建设和企业文化建设深入开展群众性的精神文明创建活动今年以来我们在上级党组织的领导和区精神文明办的关心支持

7、指导下坚持以邓小平理论和三个代表重要思想为指导认真落实科学发展观　　hB　　当热传导达到稳定状态时，此时通过B盘上表面的热流量与由散热盘C向周围环境散热的速率相等，即　　?　　??Q???Q?　　?（3）???　　??t?B稳态??t?C散热　　?Q　　。实验中，在读得稳态时?t　　因此可通过C盘在稳定温度T2时的散热速率来求出热流量　　的T1和T2后，即可将B盘移去，而使发热盘A的底面与散热盘C直接接触。当盘C的温度上升到高于稳态时的T2值若干摄氏度后，再将发热盘A移开，让散热盘C自然冷却。观察它的温度T随时间t变化情况，然后由此求出C盘在T2的冷却速率C

8、的散热速率与其冷却速率的关系为　　?T?t　　T?T