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1、不良导体热导率的测定不良导体热导率的测定Determination of thermal conductivity for poor conductor物理实验中心物理实验中心 邱春蓉邱春蓉实验目的：实验目的：1 1学习和掌握材料热导率测量的学习和掌握材料热导率测量的 一种方法。一种方法。2 2进一步掌握用逐差法进行数据处理。进一步掌握用逐差法进行数据处理。 实验仪器：实验仪器： 热导率测量仪、温度测量仪热导率测量仪、温度测量仪实验原理实验原理热导率热导率是表示物质是表示物质热传导热传导性质的物理量。性质的物理量。 热导率高的物质为良好的导热体，热导率高的物质为良好的导热体， 简称简称良导热体
2、良导热体，否则为，否则为不良导热体不良导热体。1常见的三种热传递方式：常见的三种热传递方式：热传导热传导对流对流热辐射热辐射稳定法测定热导率原稳定法测定热导率原理图理图假定温度假定温度T1 T2，热流量应按箭头所指的方向流，热流量应按箭头所指的方向流动。动。开始时被测物体左端的热流量比右端要大开始时被测物体左端的热流量比右端要大得多，随着时间的增加，被测物体各处热流量得多，随着时间的增加，被测物体各处热流量的差别会越来越小，直到的差别会越来越小，直到时间足够长时时间足够长时，系统，系统达到达到稳恒状态稳恒状态（流过被测物体所有截面上的热流过被测物体所有截面上的热流量应当相同流量应当相同）。）。
3、在不同的时间被测物体内的温度分布曲线在不同的时间被测物体内的温度分布曲线3t2 = 5t1 t3 = 10t1 t4 = 20t1 稳恒状态可用公式表示为：稳恒状态可用公式表示为：2 稳恒状恒状态时，流入物体，流入物体2(2(散散热盘) )的的热流量速度流量速度应等于其散等于其散热速度，有：速度，有： （2）45最终计算公式最终计算公式热导率测定仪结构图实验原理实验原理 不同材料测量示意图不同材料测量示意图6热导率测定仪加热与散热仪器照片温度测量仪温度测量仪被测试样被测试样实验内容实验内容稳恒态的测量稳恒态的测量稳恒状态实际上是一个相对的概念（稳恒状态实际上是一个相对的概念（ t ） 加热电压
4、值为交流加热电压值为交流60 80V(通过仪器面板设置通过仪器面板设置) 每隔每隔3分钟分钟记录一次记录一次T2、 T1 ,在加热时间超过一小在加热时间超过一小时后，时后，连续三次测量值连续三次测量值T2 T1不变不变，即可认为达，即可认为达到到稳恒态稳恒态为止。为止。加热盘加热盘T1（ 0C ）散热盘散热盘T2（ 0C ）温度差温度差（ 0C ）60.830.530.361.030.630.461.130.730.461.230.830.4实验内容实验内容散热速率的测量散热速率的测量对散热盘直接加热，散热盘温度升高对散热盘直接加热，散热盘温度升高35度度即可停止加热；即可停止加热；每隔每隔2
5、0秒秒记录一次散热盘的温度记录一次散热盘的温度,直到被测直到被测温度低于平衡点时散热盘温度温度低于平衡点时散热盘温度2-3度时结束度时结束测量。测量。取稳恒态时散热盘的温度前、后各取稳恒态时散热盘的温度前、后各10组数组数据，用逐差法求据，用逐差法求“散热速率散热速率”。 平衡点前温度平衡点前温度（0C）平衡点温度平衡点温度（ 0C ）平衡点后温度（平衡点后温度（ 0C ）T130.8T11T2T12T3T13T4T14T5T15T6T16T7T17T8T18T9T19T10 T20数据处理要求1.加热过程（得到稳恒态）：加热过程（得到稳恒态）： 每隔每隔3分钟记录一次加热盘温度分钟记录一次加
6、热盘温度T2 和散热和散热盘温度盘温度T1 的值，计算的值，计算T2 T1 ，填入表，填入表1，当有三个温度差连续不变时，就达到了稳当有三个温度差连续不变时，就达到了稳恒态恒态。2. 散热速率的测量：散热速率的测量： 每隔每隔20秒测量并记录物质秒测量并记录物质2，取平衡点前、，取平衡点前、后各后各10个数据，用个数据，用逐差法逐差法求其温度变化率求其温度变化率（注意列表注意列表）。）。 注意事项注意事项在移动加热盘时在移动加热盘时,应先切断加热电压后再应先切断加热电压后再移动加热盘移动加热盘(按一下加热按钮按一下加热按钮,红灯灭为停红灯灭为停止加热止加热,即加热盘断电。即加热盘断电。)。加热
7、盘上温度较高加热盘上温度较高,移动时应注意安全。移动时应注意安全。“散热盘散热盘”的背面有一个较浅的圆槽的背面有一个较浅的圆槽,安放安放时时,三个螺丝尖部应置于槽内。三个螺丝尖部应置于槽内。取放取放“散热盘散热盘”时应注意轻拿轻放时应注意轻拿轻放,避免将避免将“散热盘散热盘”掉在地上摔变形。掉在地上摔变形。安放热电偶时安放热电偶时,应将热电偶插入到底应将热电偶插入到底,切勿切勿,弯折导线弯折导线,以免损坏。以免损坏。如已加热后实验失败如已加热后实验失败,需要重做时需要重做时,先将先将“散热盘散热盘”取下取下,放在仪器的底板上放在仪器的底板上,约几分约几分钟后钟后“散热盘散热盘”上的热量会被底板吸收上的热量会被底板吸收,然然后再重做。后再重做。调平螺丝上设有锁紧螺母调平螺丝上设有锁紧螺母,调平后应锁紧调平后应锁紧定位。定位。
