稳态法测量固体导热系数(TC-3B 型固体导热系数测定仪 )(集 成 温 度 传 感 器 测 温 )实验讲义精 科 仪 器固 体 导 热 系 数 的 测 量导热系数是表征物质热传导性质的物理量。材料结构的变化与所含杂质等因素都会对导热系数产生明显的影响，因此，材料的导热系数常常需要通过实验来具体测定。测量导热系数的方法比拟多，但可以归并为两类根本方法：一类是稳态法，另一类为动态法。用稳态法时，先用热源对测试样品进展加热，并在样品部形成稳定的温度分布，然后进展测量。而在动态法中，待测样品中的温度分布是随时间变化的，例如按周期性变化等。本实验采纳稳态法进展测量。【 实 验 目 的 】1 ．用稳态法测定出不良导体的导热系数，并与理论值进展比拟。2 ．用稳态法测定铝合金棒的导热系数，分析用稳态法测定良导体导热系数存在的缺点。【 实 验 原 理 】根据傅立叶导热方程式，在物体部，取两个垂直与热传导方向、彼此间相距为、温度分别为 的平行平面〔设〕，假设平面面积均为，在时间通过面积的热量满足下述表达式： ( 1 )式中为热流量，即为该物质的热导率〔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个单位时，单位时间通过单位面积的热量，其单位是 。本实验仪器如图1 所示：在支架上先放上圆铜盘，在的上面放上待测样品〔圆盘形的不良导体〕，再把带发热器的圆铝盘放在上，发热器通电后，热量从盘传到盘，再传到P 盘，由于盘都是良导体，其温度即可以代表盘上、下外表的温度 、 ， 、分别由插入盘边缘小孔铂电阻温度传感器来测量。通过变换温度传感器插入位置，即可改变铂电阻温度传感器的测量目标。由式〔1 〕可以知道，单位时间通过待测样品任一圆截面的热流量为： ( 2 ) 式中为样品的半径，为样品的厚度，当热传导到达稳定状态时，和的值不变，于是通过盘上外表的热流量与由铜盘向周围环境散热的速率相等，因此，可通过铜盘在稳定温度时的散热速率来求出热流量。实验中，在读得稳态时的和后，即可将盘移去，而使发热铝盘的底面与散热铜盘直接接触。当盘的温度上升到高于稳态时的值假设干摄氏度后，再将发热铝盘移开，让散热铜盘自然冷却。观察它的温度随时间变化情况，然后由此求出铜盘在的冷却速率, 而 (为紫铜盘的质量，为铜材的比热容) ，就是紫铜盘在温度为时的散热速率。但要注意，这样求出的是紫铜盘的全部外表暴露于空气中的冷却速率，其散热外表积为...
