2024年4月15日发(作者：亢小春)
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导热系数测量实验
报告
篇一：导热系数 实验报告
实验 用稳态平板法测定不良导体
的导热系数实验报告
一、实验目的.
（1）用稳态平板法测定不良导体的
导热系数. （2）利用物体的散热速率求
传热速率. 二、实验器材.
实验装置、红外灯、调压器、杜瓦
瓶、数字式电压表. 三、实验原理.
导热是物体相互接触时，由高温部
分向低温部分传播热量的过程.当温度的
变化只是沿着一个方向（设z方向）进
行时，热传导的基本公式可写为
dT
dQ=?λ ?????????
---------------------------------------------
（）
它表示在dt时间内通过dS面积的
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1
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热量dQλ为导热系数，它的大小由物体
????dT
本身的物理性质决定，单位为
W????1????1，它是表征物质导热性能大
小的物理量，式中符号表示热量传递向
着温度降低的方向进行.
在图中，B为待测物，它的上下表
面分别和上下铜、铝盘接触，热量由高
温铝盘通过待测物B向低温铜盘传递.若
B很薄，则通过B侧面向周围环境的散
热量可以忽略不计，视热量只沿着垂直
待测板B的方向传递.那么在稳定导热
（即温度场中各点的温度不随时间而
变）的情况下，在?t时间内，通过面积
为S、厚度为L的匀质圆板的热量为
???
??????
---------------------------------------------（）
式中，???为匀质圆板两板面的恒定
温差，若把（）式写成
?Q=?λ
??????
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2
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=?λ??
---------------------------------------------（）
的形式，那么???便为待测物的导热
速率，只要知道了导热速率，由（）式
即可求出λ. 实验中，使上铝盘A和下铜
盘P分别达到恒定温度??1、??2，并
设??1>??2，即热量由上而下传递，通过
下铜盘P向周围散热.因为??1和??2不
变，所以，通过B的热量就等于C向周
围散发的热量，即B的导热速率等于C
的散热速率.因此，只要求出了C在温
度??2时的散热速率，就求出了B的导
热速率???.
因为P的上表面和B的下表面接触，
所以C的散热面积只有下表面面积和侧
面积之和，设为????，而实验中冷却曲线
是C全部裸露于空气中测出来的，即在
P的上下表面和侧面积都散热的情况下
记录的.设其全部表面积为??全，根据散
热速率与散热面积成正比的关系可得
??? ??????
???
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3
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???
部全
=
??部全
---------------------------------------------
（）
式中， ???为??部面积的散热速
率， ???为??全面积的散热速率.而散热
速率 ???就
部
全
部
???
???
???
等于（）式中的导热速率 ，这样（）
式便可写作
???
?????? =?λ?? 部
---------------------------------------------（）
设下铜盘直径为D，厚度为δ，那么
有
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??部??全
??2
=?? +??????
??2
=2?? +??????
---------------------------------------------
（）
???
由比热容的基本定义c=
Δ????Δ??‘
，得ΔQ=cmΔ??’，故
???cmΔ??’ = 全
---------------------------------------------（）
将（）式、（）式代入（）式得 ?????+4??
=?????? 部
---------------------------------------------（）
将（）式代入（）式得
λ=
?????????
????/2
---------------------------------------------
（）
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式中，m为下铜盘的质量，c为下铜
盘的比热容. 四、实验内容.
（1）用游标卡尺多次测量下铜盘的
直径D、厚度δ和待测物厚度L，然后
取其平均值.下铜盘质量m由天平测出，
其比热容c=×102??? kg?℃ ?1.
（2）实验时，先将待测样品放在散
热盘P上面，然后将发热铝盘A放在样
品盘P上方，再调节三个螺栓，使样品
盘的上下两个表面与发热铝盘A和散热
铜盘P紧密接触.
（3）将集成温度传感器插入散热盘
P侧面的小孔中，并将集成温度传感器
接线连接到仪器面板的传感器插座.用专
用导线将仪器机箱后部插座与加热组件
圆铝盘上的插座加以连接.为了保证温度
测量的准确性，采用同一个温度传感器
测温，在需要测量发热盘A和散热盘P
温度时，采用手动操作，变换温度传感
器的测温对象.
（4）接通电源，在“温度控制”仪表
上设置加温的上限温度.按加热开关，如
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果仪器上限温度设置为100℃，那么当传
感器的温度达到100℃，大约加热40分
钟后，发热铝盘A、散热铜盘P的温度
不再上升时，说明系统已达到稳态，这
时每间隔5分钟测量并记录??1和??2的
值.
（5）测量散热盘在稳态值??2附近
的散热速率.移开发热铝盘A，取下待测
盘，并将发热铝盘A的底面和铜盘P直
接接触，当P盘的温度上升到高于稳态
值??2值若干度（例如5℃左右）后，再
将发热铝盘A移开，让散热铜盘P自然
冷却.这时候，每隔30s记录此时的??2
值并记录.
五、实验数据记录与处理.
表一 下铜盘直径、厚度，待测物厚
度实验结果记录表
下铜盘质量为m=655 g.
取平均值，稳态时，??1=℃、??2=℃.
表三 测下铜盘散热速率实验结果
记录表
利用作图法求下铜盘的散热速率
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得下铜盘散热速率为K=????1. 由
（2.。）式，得待测样品的导热系数为
?????????
λ==
12六、误差分析.
（1）系统误差
1.由于实验仪器本身存在的缺陷，如
加热铝盘的保温性能不佳，导致产生误
差. 2.未考虑待测样品侧面向周围环境散
发热量所导致的实验误差. 3.环境温度改
变导致实验中系统难以达到稳态. （2）
偶然误差
1.在用游标卡尺测量铜盘和待测盘
直径与厚度时，由于人为原因导致的测
量不准确.可通过多测几次取平均值的方
法来减小该误差.
2.降温过程中观察温度示数时造成
的实验误差. 七、实验结论.
在误差允许范围内，通过稳态平板
法测得该待测样品的导热系数为
λ=
王飞虎 物理学弘毅班
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篇二：大学物理实验报告-金属导热
系数的测量
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：机电工程学院
专业班级：车辆工程151班
学生姓名：吴倩萍
学号：5902415034
实验地点：基础实验大楼D103
实验时间：第一周周三下午15：45
开始
一、实验目的：
用稳态法测定金属良导热体的导热
系数，并与理论值进行比较。
二、实验仪器：
TC-3型导热系数测定仪、杜瓦瓶、
游标卡尺。
三、实验原理：
1882年法国数学、物理学家傅里叶
给出了一个热传导的基本公式——傅里
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叶导热方程。该方程表明，取两个垂直
于热传导方向、彼此间相距为h、温度分
别为T1、T2的平行平面（设T1>T2)，
若平面面积均为S，在?t时间内通过面积
S的热量?Q?QT1?T2
??S?th
?Q
（8-2），式中?t为热流量，λ为该物
质的热导率（又称作导热系数）。
λ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W/。
本实验仪器如图所示。在支架D上先放
置散热盘P，在散热盘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，在样品B上、下
分别有一小孔，可用热电偶测出其温度
T1和T2。由式（8-1）可以知道，单位
时间通过待测样品B任一圆截面的热流
量为
?QT1?T2
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???RB2（8-2),式中RB为样品半?thB
径，hB为样品上、下小孔之间的距
离，当热传导达到稳定状态时，T1和T2
的值不变，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
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
T3的冷却速率?t
T?T2
，而
mc
?T?t
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T?T2
?
?Q
?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2πR2P+2πRPh（其中RP与
hP分别为铜盘的半径与厚度）。然而，P
在观察测试样品的稳态传热时，P盘的
上表面（面积为πR2P）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
2
?Q?T
?mc2?t?t（8-3）P铜盘散热速率的表
达式应作如下修正
将式（8-3）带入式（8-2），得
??mc
?T?hB1
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?2
?t?RB（8-4）
四、实验内容：
1、先将
两
块树脂圆环套在金属圆筒两端，并
在金属圆筒两端涂
上导
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。
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
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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的温度上升到高于稳态T3的值对
应的热电势约时，再将加热盘A移开，
让散热盘P自然冷却，每隔30s记录此
时的U3值。 7、用游标卡尺测量金属圆
筒的直径和厚度，各5次。 8、记录散
热盘P的直径、厚度、质量。
五、数据与结果：
铜的比热容：c= cal〃g-1〃℃-1
铜盘质量：m=822 g直径：2RP= cm
厚度：hP= cm 橡胶盘直径： cm 厚度：
cm 铅棒直径：2RB= cm 长度：hB= cm
稳态时T1、T2对应的热电势的数据：
稳态时T3对应的热电势U3= mV
?U
??散热速率
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mv〃s-1
将数据代入公式
??mc
?T?hB1
?2
?t?RB可得：
λ= cal〃cm-1〃s-1〃℃-1 =×102
J〃s-1〃m-1〃K-1 不确定度u=％
六、误差分析：
1. 由于实验装置接触不够紧密，散
热面积有所偏差等因素所造成； 2. 实
验中所使用的铝纯度及杂质未知；
3. 在实验过程中发现，热电偶的两
端在插入时深浅对实验有一定的影响，
过程中无法保持在同一深度，故测量的
数据可能存在偏差； 4. 对于
?T
的计算方式上，可能存在偏差，分
析如下：T未必满足线?t
性关系，故使得计算上存在误差。
七、附上原始数据：
篇三：实验报告 导热系数的测量
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实验报告 用稳态平板法测定不良
导体的导热系数
物理科学与技术学院 13级弘毅班
吴雨桥 2 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
数的数值有明显的影响，因此材料的导
热系数常常需要由实验去具体测定。
测量导热系数的实验方法一般分为
稳态法和动态法两类。本实验使用稳态
法。先利用热源对样品加热，样品内部
的温差使得热量从高温向低温传导，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；当适当控制实验条
件和和实验参数使加热和传热的过程达
到平衡状态，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。
实验目的
用稳态平板法测定不良导体的导热
系数。 利用物体的散热速率求传热速
率。实验器材
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实验装置、红外灯、调压器、杜瓦
瓶、数字式电压表。仪器介绍
本实验装置如图，在支架D上先后
放上圆铜盘C、待测样品B和厚底紫铜
圆筒A，在A的上方用红外灯L加热，
使样品上下表面各维持稳定的温度T1、
T2，它们的数值分别用各自的热电偶E
来测量，E中的冷端浸入盛于杜瓦瓶H
内的冰水混合物中，G为双刀双向开关，
用以变换上下热电偶的测量回路，数字
式电压表F用以测量温差电动势。
实验原理
导热是物体相互接触时，由高温部
分向低温部分传播热量的过程。当温度
的变化只是沿着一个方向（设z方向）
进行时，热传导的基本公式可写为
dQ=-λ????/2
m为下铜盘的质量，c为下铜盘的比
热容，L为匀质圆板的厚度，D为下铜
盘直径，δ为下铜盘厚度，T1为上铜盘
温度，T2为下铜盘温度，K为冷却速率。
实验内容
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用游标卡尺多次测量下铜盘的直径
D、厚度δ和待测物厚度L，然后取其平
均值。下铜盘质量m由天平称出，其比
热容c=*102J*?1.
安置圆筒、圆盘时，须使放置热电
偶的洞孔与杜瓦瓶、数字毫伏计位于同
一侧。热电偶插入小孔时，要抹些硅油，
并插到洞孔底部，使热电偶测温端与铜
盘接触良好。热电偶冷端插在滴有硅油
的细玻管浸入冰水混合物中。
根据稳态法，必须得到稳定的温度
分布，这就要等待较长的时间，为了提
高效率，可先将红外灯的电源电压升高
到180~200V，加
热约20min后再降至130~150V.然
后，每隔5min读一下温度示数，如在一
段时间内（如10min）样品上、下表面
温度T1、T2示数都不变，即可认为已经
达到稳定状态。记录稳态时T1、T2值后，
移去样品，再加热。当下铜盘温度比T2
高出10℃左右时，移去圆筒，让下铜盘
自然冷却。每隔30s读一次下铜盘的温
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度示数，最后选取临近T2的测量数据来
求出冷却速率。
本实验选用铜-康铜热电偶测温度，
温差100℃时，其温差电动势约为，故应
该配用量程0~10mV，并能精确到的数字
电压表。由于热电偶冷端温度为0℃，对
一定材料的热电偶而言，当温度变化范
围不太大时，其温差电动势（mV）与待
测温度（℃）的比值为一个常数，因此，
可以直接用电动势值代表温度值。
计算导热系数λ。
实验数据
橡胶盘：半径 RB=1
散热盘p:质量m= 665 半径：
Rp=Dp= 稳态时T1、T2的值：T1平均
=____℃ T2平均=______℃
散热速率：每间隔30s测一次
散热曲线
T/℃
t/s
线性拟合曲线T=-+ K=-℃/s 将数据
代入λ=
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?cmKL????/2
= Wm-1K-1
误差分析
系统误差 仪器误差：
1.测量长度时用到了游标卡尺，其有
最小精度，带来测量误差。 2.温度无法
达到稳定，总会有一定的波动。 3.质量
的测量精度太低。 随机误差：
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2024年4月15日发(作者：亢小春)
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导热系数测量实验
报告
篇一：导热系数 实验报告
实验 用稳态平板法测定不良导体
的导热系数实验报告
一、实验目的.
（1）用稳态平板法测定不良导体的
导热系数. （2）利用物体的散热速率求
传热速率. 二、实验器材.
实验装置、红外灯、调压器、杜瓦
瓶、数字式电压表. 三、实验原理.
导热是物体相互接触时，由高温部
分向低温部分传播热量的过程.当温度的
变化只是沿着一个方向（设z方向）进
行时，热传导的基本公式可写为
dT
dQ=?λ ?????????
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（）
它表示在dt时间内通过dS面积的
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---------------------------------精选公文范文--------------------------
热量dQλ为导热系数，它的大小由物体
????dT
本身的物理性质决定，单位为
W????1????1，它是表征物质导热性能大
小的物理量，式中符号表示热量传递向
着温度降低的方向进行.
在图中，B为待测物，它的上下表
面分别和上下铜、铝盘接触，热量由高
温铝盘通过待测物B向低温铜盘传递.若
B很薄，则通过B侧面向周围环境的散
热量可以忽略不计，视热量只沿着垂直
待测板B的方向传递.那么在稳定导热
（即温度场中各点的温度不随时间而
变）的情况下，在?t时间内，通过面积
为S、厚度为L的匀质圆板的热量为
???
??????
---------------------------------------------（）
式中，???为匀质圆板两板面的恒定
温差，若把（）式写成
?Q=?λ
??????
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=?λ??
---------------------------------------------（）
的形式，那么???便为待测物的导热
速率，只要知道了导热速率，由（）式
即可求出λ. 实验中，使上铝盘A和下铜
盘P分别达到恒定温度??1、??2，并
设??1>??2，即热量由上而下传递，通过
下铜盘P向周围散热.因为??1和??2不
变，所以，通过B的热量就等于C向周
围散发的热量，即B的导热速率等于C
的散热速率.因此，只要求出了C在温
度??2时的散热速率，就求出了B的导
热速率???.
因为P的上表面和B的下表面接触，
所以C的散热面积只有下表面面积和侧
面积之和，设为????，而实验中冷却曲线
是C全部裸露于空气中测出来的，即在
P的上下表面和侧面积都散热的情况下
记录的.设其全部表面积为??全，根据散
热速率与散热面积成正比的关系可得
??? ??????
???
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???
部全
=
??部全
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（）
式中， ???为??部面积的散热速
率， ???为??全面积的散热速率.而散热
速率 ???就
部
全
部
???
???
???
等于（）式中的导热速率 ，这样（）
式便可写作
???
?????? =?λ?? 部
---------------------------------------------（）
设下铜盘直径为D，厚度为δ，那么
有
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??部??全
??2
=?? +??????
??2
=2?? +??????
---------------------------------------------
（）
???
由比热容的基本定义c=
Δ????Δ??‘
，得ΔQ=cmΔ??’，故
???cmΔ??’ = 全
---------------------------------------------（）
将（）式、（）式代入（）式得 ?????+4??
=?????? 部
---------------------------------------------（）
将（）式代入（）式得
λ=
?????????
????/2
---------------------------------------------
（）
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式中，m为下铜盘的质量，c为下铜
盘的比热容. 四、实验内容.
（1）用游标卡尺多次测量下铜盘的
直径D、厚度δ和待测物厚度L，然后
取其平均值.下铜盘质量m由天平测出，
其比热容c=×102??? kg?℃ ?1.
（2）实验时，先将待测样品放在散
热盘P上面，然后将发热铝盘A放在样
品盘P上方，再调节三个螺栓，使样品
盘的上下两个表面与发热铝盘A和散热
铜盘P紧密接触.
（3）将集成温度传感器插入散热盘
P侧面的小孔中，并将集成温度传感器
接线连接到仪器面板的传感器插座.用专
用导线将仪器机箱后部插座与加热组件
圆铝盘上的插座加以连接.为了保证温度
测量的准确性，采用同一个温度传感器
测温，在需要测量发热盘A和散热盘P
温度时，采用手动操作，变换温度传感
器的测温对象.
（4）接通电源，在“温度控制”仪表
上设置加温的上限温度.按加热开关，如
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果仪器上限温度设置为100℃，那么当传
感器的温度达到100℃，大约加热40分
钟后，发热铝盘A、散热铜盘P的温度
不再上升时，说明系统已达到稳态，这
时每间隔5分钟测量并记录??1和??2的
值.
（5）测量散热盘在稳态值??2附近
的散热速率.移开发热铝盘A，取下待测
盘，并将发热铝盘A的底面和铜盘P直
接接触，当P盘的温度上升到高于稳态
值??2值若干度（例如5℃左右）后，再
将发热铝盘A移开，让散热铜盘P自然
冷却.这时候，每隔30s记录此时的??2
值并记录.
五、实验数据记录与处理.
表一 下铜盘直径、厚度，待测物厚
度实验结果记录表
下铜盘质量为m=655 g.
取平均值，稳态时，??1=℃、??2=℃.
表三 测下铜盘散热速率实验结果
记录表
利用作图法求下铜盘的散热速率
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得下铜盘散热速率为K=????1. 由
（2.。）式，得待测样品的导热系数为
?????????
λ==
12六、误差分析.
（1）系统误差
1.由于实验仪器本身存在的缺陷，如
加热铝盘的保温性能不佳，导致产生误
差. 2.未考虑待测样品侧面向周围环境散
发热量所导致的实验误差. 3.环境温度改
变导致实验中系统难以达到稳态. （2）
偶然误差
1.在用游标卡尺测量铜盘和待测盘
直径与厚度时，由于人为原因导致的测
量不准确.可通过多测几次取平均值的方
法来减小该误差.
2.降温过程中观察温度示数时造成
的实验误差. 七、实验结论.
在误差允许范围内，通过稳态平板
法测得该待测样品的导热系数为
λ=
王飞虎 物理学弘毅班
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8
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篇二：大学物理实验报告-金属导热
系数的测量
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：机电工程学院
专业班级：车辆工程151班
学生姓名：吴倩萍
学号：5902415034
实验地点：基础实验大楼D103
实验时间：第一周周三下午15：45
开始
一、实验目的：
用稳态法测定金属良导热体的导热
系数，并与理论值进行比较。
二、实验仪器：
TC-3型导热系数测定仪、杜瓦瓶、
游标卡尺。
三、实验原理：
1882年法国数学、物理学家傅里叶
给出了一个热传导的基本公式——傅里
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叶导热方程。该方程表明，取两个垂直
于热传导方向、彼此间相距为h、温度分
别为T1、T2的平行平面（设T1>T2)，
若平面面积均为S，在?t时间内通过面积
S的热量?Q?QT1?T2
??S?th
?Q
（8-2），式中?t为热流量，λ为该物
质的热导率（又称作导热系数）。
λ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W/。
本实验仪器如图所示。在支架D上先放
置散热盘P，在散热盘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，在样品B上、下
分别有一小孔，可用热电偶测出其温度
T1和T2。由式（8-1）可以知道，单位
时间通过待测样品B任一圆截面的热流
量为
?QT1?T2
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???RB2（8-2),式中RB为样品半?thB
径，hB为样品上、下小孔之间的距
离，当热传导达到稳定状态时，T1和T2
的值不变，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
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
T3的冷却速率?t
T?T2
，而
mc
?T?t
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T?T2
?
?Q
?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2πR2P+2πRPh（其中RP与
hP分别为铜盘的半径与厚度）。然而，P
在观察测试样品的稳态传热时，P盘的
上表面（面积为πR2P）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
2
?Q?T
?mc2?t?t（8-3）P铜盘散热速率的表
达式应作如下修正
将式（8-3）带入式（8-2），得
??mc
?T?hB1
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?2
?t?RB（8-4）
四、实验内容：
1、先将
两
块树脂圆环套在金属圆筒两端，并
在金属圆筒两端涂
上导
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。
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
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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的温度上升到高于稳态T3的值对
应的热电势约时，再将加热盘A移开，
让散热盘P自然冷却，每隔30s记录此
时的U3值。 7、用游标卡尺测量金属圆
筒的直径和厚度，各5次。 8、记录散
热盘P的直径、厚度、质量。
五、数据与结果：
铜的比热容：c= cal〃g-1〃℃-1
铜盘质量：m=822 g直径：2RP= cm
厚度：hP= cm 橡胶盘直径： cm 厚度：
cm 铅棒直径：2RB= cm 长度：hB= cm
稳态时T1、T2对应的热电势的数据：
稳态时T3对应的热电势U3= mV
?U
??散热速率
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mv〃s-1
将数据代入公式
??mc
?T?hB1
?2
?t?RB可得：
λ= cal〃cm-1〃s-1〃℃-1 =×102
J〃s-1〃m-1〃K-1 不确定度u=％
六、误差分析：
1. 由于实验装置接触不够紧密，散
热面积有所偏差等因素所造成； 2. 实
验中所使用的铝纯度及杂质未知；
3. 在实验过程中发现，热电偶的两
端在插入时深浅对实验有一定的影响，
过程中无法保持在同一深度，故测量的
数据可能存在偏差； 4. 对于
?T
的计算方式上，可能存在偏差，分
析如下：T未必满足线?t
性关系，故使得计算上存在误差。
七、附上原始数据：
篇三：实验报告 导热系数的测量
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实验报告 用稳态平板法测定不良
导体的导热系数
物理科学与技术学院 13级弘毅班
吴雨桥 2 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
数的数值有明显的影响，因此材料的导
热系数常常需要由实验去具体测定。
测量导热系数的实验方法一般分为
稳态法和动态法两类。本实验使用稳态
法。先利用热源对样品加热，样品内部
的温差使得热量从高温向低温传导，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；当适当控制实验条
件和和实验参数使加热和传热的过程达
到平衡状态，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。
实验目的
用稳态平板法测定不良导体的导热
系数。 利用物体的散热速率求传热速
率。实验器材
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实验装置、红外灯、调压器、杜瓦
瓶、数字式电压表。仪器介绍
本实验装置如图，在支架D上先后
放上圆铜盘C、待测样品B和厚底紫铜
圆筒A，在A的上方用红外灯L加热，
使样品上下表面各维持稳定的温度T1、
T2，它们的数值分别用各自的热电偶E
来测量，E中的冷端浸入盛于杜瓦瓶H
内的冰水混合物中，G为双刀双向开关，
用以变换上下热电偶的测量回路，数字
式电压表F用以测量温差电动势。
实验原理
导热是物体相互接触时，由高温部
分向低温部分传播热量的过程。当温度
的变化只是沿着一个方向（设z方向）
进行时，热传导的基本公式可写为
dQ=-λ????/2
m为下铜盘的质量，c为下铜盘的比
热容，L为匀质圆板的厚度，D为下铜
盘直径，δ为下铜盘厚度，T1为上铜盘
温度，T2为下铜盘温度，K为冷却速率。
实验内容
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用游标卡尺多次测量下铜盘的直径
D、厚度δ和待测物厚度L，然后取其平
均值。下铜盘质量m由天平称出，其比
热容c=*102J*?1.
安置圆筒、圆盘时，须使放置热电
偶的洞孔与杜瓦瓶、数字毫伏计位于同
一侧。热电偶插入小孔时，要抹些硅油，
并插到洞孔底部，使热电偶测温端与铜
盘接触良好。热电偶冷端插在滴有硅油
的细玻管浸入冰水混合物中。
根据稳态法，必须得到稳定的温度
分布，这就要等待较长的时间，为了提
高效率，可先将红外灯的电源电压升高
到180~200V，加
热约20min后再降至130~150V.然
后，每隔5min读一下温度示数，如在一
段时间内（如10min）样品上、下表面
温度T1、T2示数都不变，即可认为已经
达到稳定状态。记录稳态时T1、T2值后，
移去样品，再加热。当下铜盘温度比T2
高出10℃左右时，移去圆筒，让下铜盘
自然冷却。每隔30s读一次下铜盘的温
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度示数，最后选取临近T2的测量数据来
求出冷却速率。
本实验选用铜-康铜热电偶测温度，
温差100℃时，其温差电动势约为，故应
该配用量程0~10mV，并能精确到的数字
电压表。由于热电偶冷端温度为0℃，对
一定材料的热电偶而言，当温度变化范
围不太大时，其温差电动势（mV）与待
测温度（℃）的比值为一个常数，因此，
可以直接用电动势值代表温度值。
计算导热系数λ。
实验数据
橡胶盘：半径 RB=1
散热盘p:质量m= 665 半径：
Rp=Dp= 稳态时T1、T2的值：T1平均
=____℃ T2平均=______℃
散热速率：每间隔30s测一次
散热曲线
T/℃
t/s
线性拟合曲线T=-+ K=-℃/s 将数据
代入λ=
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?cmKL????/2
= Wm-1K-1
误差分析
系统误差 仪器误差：
1.测量长度时用到了游标卡尺，其有
最小精度，带来测量误差。 2.温度无法
达到稳定，总会有一定的波动。 3.质量
的测量精度太低。 随机误差：
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