南昌大学金属导热系数测量实验报告样稿.doc

物理试验汇报

课程名称： 大学物理试验
试验名称： 金属导热系数测量
学院： 专业班级：
学生姓名： 学号：
试验地点： 基础试验大楼
试验时间：
一、试验目标：
用稳态法测定金属良导热体导热系数，并和理论值进行比较。
二、试验原理：
1882年法国数学、物理学家傅里叶给出了一个热传导基础公式——，在物体内部，取两个垂直于热传导方向、相互间相距为h、温度分别为T1、T2平行平面（设T1 >T2），若平面面积均为S，在Δt时间内经过面积
S热量ΔQ满足下述表示式
（8-1）
式中为热流量，为该物质热导率（又称作导热系数）. 在数值上等于相距单位长度两个平面温差相差1个单位时，单位时间内经过单位面积热量，其单位是
图8-1 稳态法测定导热系数试验装置示意图
本试验仪器图8-，在散热盘A上面放上待测样品B，再把带发烧器圆铜盘A放在B上，发烧器通电后，热量从A盘传到B盘，再传到P盘，在样品B上、下分别有一小孔，（8-1)能够知道，单位时间内经过待测样品B任一圆截面热流量为
式中Rb为样品半径，hb为样品上、下小孔之间距离，当热传导达成稳定状态时，T1和
T2值不变，于是经过B盘上表面热流量和由铜盘P向周围散热速率相等，所以，，在读得稳定时T1、T2、T3后，即可将B盘移去，而使A盘底面和铜盘P直接接触．当铜盘P温度上升到高于稳定时值若干摄氏度后，再将圆盘A移开，让铜盘P自然冷却观察其温度T随时间t改变情况，然后由此求出铜盘在T3冷却速率，而 (m为铜盘P质量，c为铜材比热容），就是铜盘
P在温度为T3时散热速率．但要注意，这么求出是铜盘全部表面暴露于空气中冷却速率，其散热表面积为（其中RP和hP分别为铜盘半径和厚度）．然而，在观察测试样品稳态传热时，P盘上表面（面积为时）是被样品覆盖着．考虑到物体冷却速率和它表面积成正比，则稳态时铜盘散热速率表示式应作以下修正
（8-3）
将式（8-3）代入式（8-2），得
三、试验仪器：
TC-3型导热系数测定仪、杜瓦瓶、游标卡尺
四、试验内容和步骤：
(1）先将两块树脂圆环套在金属圆筒下端，然后置于加热盘A和散热盘P之间，调整散热盘P下方三颗螺丝，使金属圆筒和加热盘A及散热盘P紧密接触。
(2）在杜瓦瓶中装入一定自来水，将热电偶冷端插入杜瓦瓶中，热端分别插入金属圆筒侧面上、下小孔中，并分别将热电偶接线连接到导热系数测定仪传感器I、II上。
(3）接通电源，将加热开关置于高挡，当传感器I温度T1对应热电势一定长时间内稳定时金属圆筒达成稳态（），每隔2min