不良导体导热率的测量

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1、 不良导体不良导体导热率的测量导热率的测量大学物理实验大学物理实验编制：郑小秋编制：郑小秋 缪萍缪萍预备知识预备知识实验原理实验原理操作指南操作指南基本要求基本要求简介简介简简 介介 热导率（导热系数）是反映材料导热热导率（导热系数）是反映材料导热性能的物理量。在科学实验和工程技术中性能的物理量。在科学实验和工程技术中对材料的热导率常用实验的方法测定。大对材料的热导率常用实验的方法测定。大体上分为稳态法和动态法。本实验采用稳体上分为稳态法和动态法。本实验采用稳态法测量不良导体热导率。通过实验我们态法测量不良导体热导率。通过实验我们可以加深对热传导规律的理解，体会使用可以加深对热传导规律的理解，

2、体会使用参量转换法的设计思想，掌握用温度传感参量转换法的设计思想，掌握用温度传感器测量的方法。器测量的方法。返回预备知识预备知识热传导定律热传导定律:如果热量沿着如果热量沿着x方向传导，方向传导，那那么在么在x轴上任意位置轴上任意位置x0处取一个垂直截面处取一个垂直截面S（如图），以如图），以 表示在表示在x处的温度处的温度梯度，以梯度，以 表示在该处传表示在该处传热率（单位时间通热率（单位时间通过截面过截面S的热量），的热量），式中负号表示热量从高温区向低稳区传式中负号表示热量从高温区向低稳区传导（即传导的方向与温度梯度的方向相导（即传导的方向与温度梯度的方向相反）。式中比例系数反）。式中比

3、例系数 极即为热导率，亦极即为热导率，亦称导热系数。称导热系数。那么热传导定律可以表示成那么热传导定律可以表示成返回设计思路设计思路 本实验的关键是给样品造成一个稳定本实验的关键是给样品造成一个稳定的传热状态（如图）在此状态下，温度梯的传热状态（如图）在此状态下，温度梯度度T1、T2是样品上下表面的稳定温度，是样品上下表面的稳定温度，h是是样品样品的厚度。的厚度。样品的传热速率样品的传热速率热导率热导率返回操作指南操作指南一、实验装置一、实验装置测温电路测温电路AD5905K 测量端测量端二、操作步骤二、操作步骤 1.用游标卡尺测量样品和铜板的几何尺寸。用游标卡尺测量样品和铜板的几何尺寸。2.

4、安装仪器，连接电路。安装仪器，连接电路。3.接通电源，加热。将输出电压调至接通电源，加热。将输出电压调至180V，每隔每隔3分钟读一次温度数值分钟读一次温度数值 和和 ，若在，若在5分钟内，样品上下表面的温度基本保持不分钟内，样品上下表面的温度基本保持不变，可认为达到稳定传热状态，记下此时变，可认为达到稳定传热状态，记下此时的的 和和4.抽出样品，让加热筒贴近散热盘继续抽出样品，让加热筒贴近散热盘继续加热待下铜板的温度上升到比加热待下铜板的温度上升到比 T2高高10左右，移去加热筒，让下铜板自然冷却，左右，移去加热筒，让下铜板自然冷却，每隔每隔30秒记录一次温度值，直至下铜板秒记录一次温度值，

5、直至下铜板温度降到比温度降到比T2低低10左右。左右。返回三、注意事项三、注意事项1.实验过程中不要接触红外灯和加热筒，实验过程中不要接触红外灯和加热筒，以免烫伤。以免烫伤。2.电源加热电压不要超过电源加热电压不要超过200V，以免烧以免烧焦样品。焦样品。3.测温电路电源电压一般不超过测温电路电源电压一般不超过5V，否否则可能烧坏则可能烧坏AD590。返回基本要求基本要求一、数据记录一、数据记录散热铜盘质量散热铜盘质量m=_Kg黄铜的比热黄铜的比热c=_稳定状态时稳定状态时T1=_， T2=_样品尺寸样品尺寸12354DP(cm)hP(cm)DB(cm)hB(cm)平均t(s) T(K)12345678 散热铜板冷却过程散热铜板冷却过程 二、要求二、要求1.用作图法求出散热铜板的冷却速率。用作图法求出散热铜板的冷却速率。2.计算样品的热导率，并与标准值计算样品的热导率，并与标准值 比较。比较。 0：热导率的参考值（：热导率的参考值（273K）时，时， 0=0.140W/(mK)返回