固体导热系数的测定.ppt

固体导热系数的测定背景介绍早在19世纪初，法国科学家傅立叶就已根据实验得到热传导基本关系，并在其著作《热的解析理论》中详细的提出了热传导定律。目前各种测量导热系数的方法都建立在傅立叶热传导定律基础上。
目前，测量导热系数的方法可分为稳态法和动态法两类。本实验采用的是稳态平板法测量材料的导热系数。实验原理Ⅰ.测量温度梯度Ⅱ.测量传热速率
单位时间内通过某一截面积的热量是一个无法直接测定的量，我们设法将这个量转化为较容易测量的量。
稳态时：加热速率=传热速率=散热速率，因此

利用铜板的散热速率与冷却速率的关系：
铜板的冷却速率可以这样测量：在达到稳态后，移去样品，用加热铜板直接对下铜板加热，使其温度高于稳态温度T2（大约高出10℃左右），再让其在环境中自然冷却，直到温度低于T2，测出温度在大于T2到小于T2区间中随时间的变化关系，描绘出T—t曲线（如下图），曲线在T2处的斜率就是铜板在稳态温度时T2下的冷却速率。应该注意的是，这样得出的是铜板全部表面暴露于空气中的冷却速率，而在实验中稳态传热时，铜板的上表面是被样品覆盖的，由于物体的散热速率与它们的面积成正比，所以稳态时，铜板散热速率的表达式应修正为：

代入热传导定律表达式，即可得到导热系数：

实验仪器YBF-5型导热系数测定仪样品实验内容基本参数的测定：
用游标卡尺测量样品、下铜盘的几何尺寸和质量等必要的物理量，多次测量取平均值。其中铜板的比热容c=0.385kJ/（K·kg）；
测量稳态时上下铜板的温度：
1、先放置好下铜盘（散热盘）及待测样品，按压加热盘连接杆顶部，使上铜盘与待测样品接触紧密后，固定杆位置。调节下圆盘托架上的三个微调螺丝，使待测样品与上、下铜盘接触良好（可配合塞尺进行调节）。热电偶插入铜盘上的小孔时，要抹上些导热硅脂，并插到洞孔底部，使PT100测温端与铜盘接触良好，默认PT100Ⅰ接上铜盘（加热），PT100Ⅱ接下铜盘（散热）。
2、设定加热温度：按一下温控器面板上设定键（S），此时设定值（SV）显示屏一位数码管开始闪烁。再按设定键（S）左右移动到所需修改的位置，通过加数键（▲）、减数键（▼）来设定好实验所需的加热温度。数码管等待8秒钟后自动停止闪烁，返回至正常显示状态。绿色为测量值，红色为设定值。
3、待上铜盘的温度稳定后，观察下铜盘的温度变化情况，每隔30秒左右记录上、下铜板A和P对应的温度，待下铜板的温度读书在3分钟内变化小于0.1℃，即可认为已达到稳定状态，记下此时的T1和T2值。

注意事项