【實驗目的】
用穩態法測定出不良導熱體的導熱係數，並與理論值進行比較。
【實驗儀器】
導熱係數測定儀、銅-康導熱電偶、游標卡尺、數字毫伏表、台秤(公用)、杜瓦瓶、秒錶、待測樣品（橡膠盤、鋁芯）、冰塊
【實驗原理】
根據傅利葉導熱方程式，在物體內部，取兩個垂直於熱傳導方向、彼此間相距為h、溫度分別為t1、t2的平行平面（設t1>t2），若平面面積均為s，在時間內通過面積s的熱量免租下述表示式：
3-26-1）
式中，為熱流量；即為該物質的導熱係數，在數值上等於相距單位長度的兩平面的溫度相差1個單位時，單位時間內通過單位面積的熱量，其單位是。
在支架上先放上圓銅盤p，在p的上面放上待測樣品b，再把帶發熱器的圓銅盤a放在b上，發熱器通電後，熱量從a盤傳到b盤，再傳到p盤，由於a,p都是良導體，其溫度即可以代表b盤上、下表面的溫度t1、t2，t1、t2分別插入a、p盤邊緣小孔的熱電偶e來測量。熱電偶的冷端則浸在杜瓦瓶中的冰水混合物中，通過「感測器切換」開關g，切換a、p盤中的熱電偶與數字電壓表的連線迴路。由式（3-26-1）可以知道，單位時間內通過待測樣品b任一圓截面的熱流量為
3-26-2)
式中，rb為樣品的半徑，hb為樣品的厚度。當熱傳導達到穩定狀態時，t1和t2的值不變，遇事通過b 盤上表面的熱流量與由銅盤p向周圍環境散熱的速率相等，因此，可通過銅盤p在穩定溫度t2的散熱速率來求出熱流量。實驗中，在讀得穩定時t1和t2後，即可將b盤移去，而使a盤的底面與銅盤p直接接觸。
當銅盤p的溫度上公升到高於穩定時的t2值若干攝氏度後，在將a移開，讓p自然冷卻。觀察其溫度t隨時間t變化情況，然後由此求出銅盤在t2的冷卻速率,而,就是銅盤p在溫度為t2時的散熱速率。但要注意，這樣求出的是銅盤p在完全表面暴露於空氣中的冷卻速率，其散熱表面積為。
然而，在觀察測量樣品的穩態傳熱時，p盤的上表面是被樣品覆蓋著的，並未向外界散熱，所以當樣品盤b達到穩定狀態時，散熱面積僅為：。考慮到物體的冷卻速率與它的表面積成正比，在穩態是銅盤散熱速率的表示式應作如下修正：
3-26-3)
將式（3-26-3）代入（3-26-2），得
3-26-4)
【實驗內容】
1、 測量p盤和待測樣品的直徑、厚度，測p盤的質量。要求：
（1） 用游標卡尺測量待測樣品直徑和厚度，各測5次。
（2） 用游標卡尺測量p盤的直徑和厚度，測5次，按平均值計算p盤的質量。
（3） 用電子秤稱出p盤的質量、
2、 不良導體導熱係數的測量
（1） 實驗時，先將待測樣品放在散熱盤p上面，然後將發熱盤a放在樣品盤b上方，並用固定螺母固定在機架上，再調節三個螺旋頭，使樣品盤的上下兩個表面與發熱盤和散熱盤緊密接觸。
（2） 在杜瓦瓶中放入冰水混合物，將熱電偶的冷端插入杜瓦瓶中，將熱電偶的熱端分別插入加熱盤a和散熱盤p側面的小孔中，並分別將其插入加熱盤a和散熱盤p的熱電偶接線，連線到儀器面板的感測器ⅰ、ⅱ上。分別用專用導線將儀器機箱後的接頭和加熱元件圓鋁板上的插座間加以連線。
（3） 接通電源，在「溫度控制」儀表上設定加熱的上限溫度。將加熱選擇開關由「斷」打向「1-3」任意一檔，此時指示燈亮，當打向3檔時，加溫速度最快
（4） 大約加熱40分鐘後，感測器ⅰ、ⅱ的讀數不再上公升時，說明已達到穩態，每隔5分鐘記錄vt1和vt2的值
（5） 在實驗中，如果需要掌握用直流電位差計和熱電偶來測量溫度的內容，可將「窗期切換」開關轉至「外接」，在「外接」兩接線柱上接上uj36a型直流電位差計的「未知」端，即可測量散熱銅盤上熱電偶在溫度變化時所產生的電勢差。
（6） 測量散熱盤在穩態值t2附近的散熱速率。移開銅盤a，取下橡膠盤，並使銅盤a 的底部與銅盤p直接接觸，當p盤的溫度上公升到高於穩態值vt2值若干度後，再將銅盤a移開，讓銅盤p自然冷卻，每隔30秒記錄此時的t2值。根據測量值計算出散熱速率。
3、 金屬導熱係數的測量
（1） 將圓柱體金屬鋁棒置於發熱圓盤與散熱圓盤之間。
（2） 當發熱盤與散熱盤達到穩定的溫度分布後，t1、t2值為金屬樣品上下兩個面的溫度，此時散熱盤p 的溫度為t3值。因此，測量p盤的冷卻速率為3-26-5）
由此得到導熱係數為
3-26-6)
測t3值時可在t1、t2達到穩定時，將插在發熱圓盤與散熱圓盤中的熱電偶取出，分別插入金屬圓柱體上的上下兩孔中進行測量。
【資料記錄及處理】
1、銅的比熱容c=393j/(kg·℃)
散熱盤p：質量m= 909.2 g 半徑rp= 6.5004 cm
橡膠盤：半徑rb= 6.5002 cm
穩態時t1、t2的值， t1= 2.84t2= 1.964
散熱速率：
2、根據實驗結果，計算出不良導熱體的導熱係數，並求出相對誤差。
0.12767
e=37.3%
導熱係數的測量實驗報告
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物理實驗報告金屬導熱係數的測量
實驗名稱 金屬導熱係數的測量 一 引言 導熱係數是表徵物質熱傳導性質的物理量。材料結構的變化與所含雜質等因素都會對導熱係數產生明顯的影響，因此，材料的導熱係數常常需要通過實驗來具體測定。用穩態法時，先用熱源對測試樣品進行加熱，並在樣品內部形成穩定的溫度分布，然後進行測量，本實驗採用穩態法進行測量。二...
固體熱膨脹係數的測量實驗報告
班級 姓名 學號 實驗日期 一 實驗目的 測定金屬棒的線脹係數，並學習一種測量微小長度的方法。二 儀器及用具 熱膨脹係數測定儀 尺讀望遠鏡 公尺尺 固體線膨脹係數測定儀 銅棒 光槓杆 溫度計等 三 實驗原理 1 材料的熱膨脹係數 線膨脹是材料在受熱膨脹時，在一維方向上的伸長。在一定的溫度範圍內，固體...