2024年4月15日发(作者：佛俊晖)
一、【实验目的】
用稳态法测定金属、空气、橡皮的导热系数。
二、【实验仪器】
导热系数测定仪、铜 -康导热电偶、游标卡尺、数字毫伏表、台秤 (公用 )、杜瓦瓶、秒表、待测样
品（橡胶盘、铝芯） 、冰块
测 1
测 1
表
测 2
风扇
T
1
冰水混合物
A
B
C
T
2
220V
电源
测 2
110V
导热系数测定仪
输入
数字电压表
调零
FD-TX-FPZ-II
导热系数电压表
图 4-9-1
稳态法测定导热系数实验装置
三、【实验原理】
1、良导体（金属、空气）导热系数的测定
根据傅里叶导热方程式，在物体内部，取两个垂直于热传导方向、彼此间相距为
h、温
度分别为
θ
1
、
θ
2
的平行平面（设
θ
1
>θ
2
），若平面面积均为
S，在
t
时间内通过面积
S
的热量
Q
免租下述表达式：
式中，
Q
t
Q
t
为热流量；
S
()
12
（ 3-26-1 ）
h
即为该物质的导热系数，
在数值上等于相距单位长度的两平面
的温度相差 1 个单位时，单位时间内通过单位面积的热量，其单位是
在支架上先放上圆铜盘
W (m K )
。
P，在 P 的上面放上待测样品 B，再把带发热器的圆铜盘
A 放
在 B 上，发热器通电后，热量从 A 盘传到 B 盘，再传到 P 盘，由于 A,P 都是良导体，其温度即可
以代表 B 盘上、下表面的温度 θ
1
、θ
2
，θ
1
、
θ
2
分别插入 A 、P 盘边缘小孔的热电偶
E 来测量。热电偶的冷端则浸在杜瓦瓶中的冰水混合物中，通过“传感器切换”开关
换 A 、P 盘中的热电偶与数字电压表的连接回路。由式（
过待测样品 B 任一圆截面的热流量为
G，切
3-26-1 ）可以知道，单位时间内通
Q
t
(
1
h
B
2
)
R
B
2
(3-26-2)
式中， R
B
为样品的半径， h
B
为样品的厚度。当热传导达到稳定状态时，
遇事通过 B 盘上表面的热流量与由铜盘
P 在稳定温度
T
2
的散热速率来求出热流量
θ
1
和 θ
2
的值不变，
P 向周围环境散热的速率相等，因此，可通过铜盘
Q
t
。实验中，在读得稳定时
θ
1
和 θ
2
后，即可
将 B 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 θ
2
A 移开，让 P 自然冷却。观察其温度 θ随时间 t 变化情况，然后由
值若干摄氏度后，在将
此求出铜盘在 θ
2
的冷却速率
t
,而
mc
2
t
,就是铜盘 P 在温度为 θ
2
时的散热速率。
2
2、不良导体（橡皮）的测定
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的不同对材料导
热系数数值都有明显的影响，因此材料的导热系数常常需要由实验去具体测定。
内部的温差使热量从高温向低温处传导，
测量导热系数在这里我们用的是稳态法，在稳态法中，先利用热源对样品加热，样品
样品内部各点的温度将随加热快慢和传热快慢的影
响而变动； 适当控制实验条件和实验参数可使加热和传热的过程达到平衡状态，
最终在样品内部所形成的温度分布是随时间变化的，
亦受实验条件和加热快慢的影响，与导热系数的大小有关。
本实验应用稳态法测量不良导体
率的实验方法。
则待测样品
内部可能形成稳定的温度分布，根据这一温度分布就可以计算出导热系数。而在动态法中，
如呈周期性的变化， 变化的周期和幅度
(橡皮样品 )的导热系数， 学习用物体散热速率求传导速
1898 年 C． H． Le e s ．首先使用平板法测量不良导体的导热系数，这是一种稳态法，
实验中， 样品制成平板状， 其上端面与一个稳定的均匀发热体充分接触，
下端面与一均匀散
热体相接触。 由于平板样品的侧面积比平板平面小很多，
传递， 横向由侧面散去的热量可以忽略不计，
向上有温度梯度，在同一平面内，各处的温度相同。
可以认为热量只沿着上下方向垂直
即可以认为， 样品内只有在垂直样品平面的方
设稳态时，样品的上下平面温度分别为
1
2
，根据傅立叶传导方程，在
t
时间内通过
样品的热量
Q
满足下式：
Q
t
12
S
h
B
（ 1）
式中 为样品的导热系数，
h
B
为样品的厚度， S 为样品的平面面积，实验中样品为圆盘状。设圆盘样品的直径为
半径为
d
B
，则
R
B
，则由（
1)
式得：
Q
1 2
R
B
2
t
h
B
（2）
2024年4月15日发(作者：佛俊晖)
一、【实验目的】
用稳态法测定金属、空气、橡皮的导热系数。
二、【实验仪器】
导热系数测定仪、铜 -康导热电偶、游标卡尺、数字毫伏表、台秤 (公用 )、杜瓦瓶、秒表、待测样
品（橡胶盘、铝芯） 、冰块
测 1
测 1
表
测 2
风扇
T
1
冰水混合物
A
B
C
T
2
220V
电源
测 2
110V
导热系数测定仪
输入
数字电压表
调零
FD-TX-FPZ-II
导热系数电压表
图 4-9-1
稳态法测定导热系数实验装置
三、【实验原理】
1、良导体（金属、空气）导热系数的测定
根据傅里叶导热方程式，在物体内部，取两个垂直于热传导方向、彼此间相距为
h、温
度分别为
θ
1
、
θ
2
的平行平面（设
θ
1
>θ
2
），若平面面积均为
S，在
t
时间内通过面积
S
的热量
Q
免租下述表达式：
式中，
Q
t
Q
t
为热流量；
S
()
12
（ 3-26-1 ）
h
即为该物质的导热系数，
在数值上等于相距单位长度的两平面
的温度相差 1 个单位时，单位时间内通过单位面积的热量，其单位是
在支架上先放上圆铜盘
W (m K )
。
P，在 P 的上面放上待测样品 B，再把带发热器的圆铜盘
A 放
在 B 上，发热器通电后，热量从 A 盘传到 B 盘，再传到 P 盘，由于 A,P 都是良导体，其温度即可
以代表 B 盘上、下表面的温度 θ
1
、θ
2
，θ
1
、
θ
2
分别插入 A 、P 盘边缘小孔的热电偶
E 来测量。热电偶的冷端则浸在杜瓦瓶中的冰水混合物中，通过“传感器切换”开关
换 A 、P 盘中的热电偶与数字电压表的连接回路。由式（
过待测样品 B 任一圆截面的热流量为
G，切
3-26-1 ）可以知道，单位时间内通
Q
t
(
1
h
B
2
)
R
B
2
(3-26-2)
式中， R
B
为样品的半径， h
B
为样品的厚度。当热传导达到稳定状态时，
遇事通过 B 盘上表面的热流量与由铜盘
P 在稳定温度
T
2
的散热速率来求出热流量
θ
1
和 θ
2
的值不变，
P 向周围环境散热的速率相等，因此，可通过铜盘
Q
t
。实验中，在读得稳定时
θ
1
和 θ
2
后，即可
将 B 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 θ
2
A 移开，让 P 自然冷却。观察其温度 θ随时间 t 变化情况，然后由
值若干摄氏度后，在将
此求出铜盘在 θ
2
的冷却速率
t
,而
mc
2
t
,就是铜盘 P 在温度为 θ
2
时的散热速率。
2
2、不良导体（橡皮）的测定
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的不同对材料导
热系数数值都有明显的影响，因此材料的导热系数常常需要由实验去具体测定。
内部的温差使热量从高温向低温处传导，
测量导热系数在这里我们用的是稳态法，在稳态法中，先利用热源对样品加热，样品
样品内部各点的温度将随加热快慢和传热快慢的影
响而变动； 适当控制实验条件和实验参数可使加热和传热的过程达到平衡状态，
最终在样品内部所形成的温度分布是随时间变化的，
亦受实验条件和加热快慢的影响，与导热系数的大小有关。
本实验应用稳态法测量不良导体
率的实验方法。
则待测样品
内部可能形成稳定的温度分布，根据这一温度分布就可以计算出导热系数。而在动态法中，
如呈周期性的变化， 变化的周期和幅度
(橡皮样品 )的导热系数， 学习用物体散热速率求传导速
1898 年 C． H． Le e s ．首先使用平板法测量不良导体的导热系数，这是一种稳态法，
实验中， 样品制成平板状， 其上端面与一个稳定的均匀发热体充分接触，
下端面与一均匀散
热体相接触。 由于平板样品的侧面积比平板平面小很多，
传递， 横向由侧面散去的热量可以忽略不计，
向上有温度梯度，在同一平面内，各处的温度相同。
可以认为热量只沿着上下方向垂直
即可以认为， 样品内只有在垂直样品平面的方
设稳态时，样品的上下平面温度分别为
1
2
，根据傅立叶传导方程，在
t
时间内通过
样品的热量
Q
满足下式：
Q
t
12
S
h
B
（ 1）
式中 为样品的导热系数，
h
B
为样品的厚度， S 为样品的平面面积，实验中样品为圆盘状。设圆盘样品的直径为
半径为
d
B
，则
R
B
，则由（
1)
式得：
Q
1 2
R
B
2
t
h
B
（2）