大学物理实验报告-金属导热系数的测量.docx

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大学物理实验报告
课程名称 :大学物理实验
实验名称 ：金属导热系数的测量
学院名称 ：于是通过 B 盘上表面的热流量与由铜盘 P 向周围散热的速率相等，因此，可通过铜盘 P 在稳定温度 T3 时的散热速率来
Q
求出热流量 t 。 实验中，在读得稳定时的 T1、T2 和 T3 后，即可将 B
s. .
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盘移去，而使 A 盘的底面与铜盘 P 直接接触。当铜盘 P 的温度上升到高于稳定时的值 T3 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 的变化情况，然后由此求出铜盘在
T
T
Q
T3 的冷却速率 t
T T 2
mc
T T 2
，而
t
t （m 为铜盘 P 的质量， c 为铜
材的比热容），就是铜盘 P 在温度为 T3 时的散热速率。但要注意，这
T
样求出的 t 是铜盘的全部表面暴露于空气中的冷却速率，其散热表
面积为 2πR2 +2πR h（其中 R 与 h 分别为铜盘的半径与厚度） 。然而，
P P P P P
在观察测试样品的稳态传热时， P 盘的上表面（面积为π R2P）是被样
品覆盖着的。考虑到物体的冷却速率与它的表面积成正比， 则稳态时
Q
mc T ( RP2
2 RP hP )
铜盘散热速率的表达式应作如下修正t
t (2 RP2
2 RP hP ) （8-3）
将式（ 8-3）带入式（ 8-2），得

mc T(RP
2hP ) hB
1
t (2RP
2hP )(T1 T2 ) RB2
（8-4）
四、实验内容：
1、先将 块树脂圆环套在金属圆筒两端，并在金属圆筒两端涂 导
两 上
热硅胶，然后置于加热盘 A 和散热盘 P 之间，调节散热盘 P 下方的三颗螺丝，使金属圆筒与加热盘 A 及散热盘 P 紧密接触。
2、在杜瓦瓶中放入冰水混合物，将热电偶的冷端插入杜瓦瓶中，热
端分别插入金属圆筒侧面上、 下的小孔中， 并分别将热电偶的接线连
接到导热系数测定仪的传感器Ⅰ、Ⅱ上。
3、接通电源，将加热开关置于高档，放传感器Ⅰ的温度 T1 对应的热
电势约为 时，再将加热开关置于低档，约 40min。
s. .
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4、待达到稳态时（ T1 与 T2 的数值在 10min 内的变化小于 ），
每隔 2min 记录 T1 和 T2 的值。
5、测量记录散热盘 P 的温度 T3。
6、测量散热盘 P 在稳态值 T2 附近的散热速率：移开加热盘 A，先将
两侧温热端取下，再将 T2 的测温热端插入散热盘 P 的侧面小孔，取
下金属圆筒，并使加热盘 A 与散热盘 P 直接接触，当散热盘 P 的温