杭州电子科技大学：《大学物理》课程实验指导（基础物理）实验4 导热系数的测定（PPT讲稿）

物理实验煞单示范中心 T S dx 这就是傅立叶热传导定律。 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反)。式中比例系数) 即为导热系数，它表示相距单位长度的两平面的温 度相差为一个单位时，在单位时间内通过单位面积 所传递的热量，单位是瓦米-1开-1(Wm1.)。 杭州电乎科技大学

杭州电子科技大学 物理实验教学示范中心 这就是傅立叶热传导定律。 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反）。式中比例系数 即为导热系数，它表示相距单位长度的两平面的温 度相差为一个单位时，在单位时间内通过单位面积 所传递的热量，单位是瓦·米-1 ·开-1（W ·m -1·K -1）。 S dx dT t       = −    Q

物理奥验煞学示萸中化 2.稳态法测传热速率 测量样品导热系数的实验装置如图 热量 截面面积S 发热盘（黄铜盘） 样品 散热盘（黄铜盘) 待测样品上下表面与发热盘和散热盘紧密接触，热量由 发热盘通过样品上表面传入，并由样品下表面向散热盘 散发。 杭州电子科技大缪

杭州电子科技大学 物理实验教学示范中心 2.稳态法测传热速率 待测样品上下表面与发热盘和散热盘紧密接触，热量由 发热盘通过样品上表面传入，并由样品下表面向散热盘 散发。 样品 发热盘 （黄铜盘） 散热盘（黄铜盘） 截面面积S h1 热量 测量样品导热系数的实验装置如图

物理实验敦堂示范中心 当样品上下表面温度可以认为是均匀分布，且样品 盘厚度h不很大可忽略样品侧面散热的影响时，傅立叶 热传导定律可改写为： △Q=T-As △t 当T1、T2稳定时，通过样品的传热率和黄铜盘向 侧面和下表面的散热率相同。 杭州电乎科技大学

杭州电子科技大学 物理实验教学示范中心 当样品上下表面温度可以认为是均匀分布，且样品 盘厚度h1不很大可忽略样品侧面散热的影响时，傅立叶 热传导定律可改写为： S h T T t  − =   1 Q 1 2  当T1、T2稳定时，通过样品的传热率和黄铜盘向 侧面和下表面的散热率相同

物理奥验煞学示萸中化 △Q △q △t T=Tio △tT2=T20 式中4Q是样品的传热速率，0是黄铜盘的散热速率， T10、T20是热稳态样品上下表面温度。由此可知，只要 求得热稳态时黄铜盘的散热速率，即可求得样品的导 热系数)。 黄铜盘的散热速率： △T △t2=T2o △t\T2=T2o 杭州电子科牧大学

杭州电子科技大学 物理实验教学示范中心 1 1 0 2 2 0 Q T T T T t q t =  =  =   式中 是样品的传热速率， 是黄铜盘的散热速率， T10、T20是热稳态样品上下表面温度。由此可知，只要 求得热稳态时黄铜盘的散热速率 ，即可求得样品的导 热系数。 t  Q t q   t q   黄铜盘的散热速率： T2 T2 0 T2 T2 0 t T m c t q =  =  =  

物理实验煞单示范中心 式中k △T △tT2=T2o k是黄铜散热盘的冷却速率，m是黄铜盘质量，c是黄 铜比热(c=3.77×102]/kgk)。 那么样品的导热系数 mckh 4mckh λ= s(-T)d2(T-T,) d是样品盘的直径。 杭州电乎科技大学

杭州电子科技大学 物理实验教学示范中心 式中 k是黄铜散热盘的冷却速率，m是黄铜盘质量，c是黄 铜比热（c=3.77102J/kgk）。 T2 T2 0 t T k  =  = 那么样品的导热系数 ( ) ( ) 1 2 2 1 1 2 1 4 d T T mckh s T T mckh − = − =   d是样品盘的直径