测定固体导热系数实验报告
发表时间：2023-09-18
实验报告名称：固体导热系数的测定
1. 实验目的
本实验旨在通过稳态法测量不良导热体的导热系数，并将其与理论值进行比较，以验证实验原理和方法的正确性。
2. 实验原理
根据傅里叶导热定律，当物体内部存在温度梯度时，热量将从高温处传向低温处。在物体内部取两个垂直于热传导方向、相距为h的两个平面，其面积元为D，温度分别为和，则有：dQdT心=-人dS dT 。式中dQdT为导热速率，丁为与面积元dS相垂直方向的温度梯度，“-”表示热量由高温区域传向低温区域，r即为导热系数，是一种物性参数，表征的是材料导热性能的优劣，其单位为W/(m-K)，对于各项异性材料，各个方向的导热系数是不同的，常用张量来表示。
3. 实验仪器
本实验需要使用数字毫伏表（一般量程为20mV，3位半的LED显示，分辨率为10uV左右，具有极性自动转换功能）和导热系数测量仪（可用稳态法测量不良导体、金属气体的导热系数）。
4. 实验步骤
（1）将待测样品放置在样品盘（橡皮）上，并将其置于散热盘（铜盘）之间；
（2）将热电偶插入样品盘和散热盘侧面的小孔底部，使热电偶测量端与铜盘接触良好；
（3）将数字毫伏表与导热系数测量仪连接并设置参数；
（4）在杜瓦瓶中放入冰水混合物，并将热电偶插入小孔底部，使热电偶测量端与铜盘接触良好；
（5）开始记录数据并观察数字毫伏表的数值变化；
（6）测量完成后，将仪器关闭并取下样品盘和散热盘上的热电偶；
（7）用游标卡尺分别测出样品盘和散热盘的直径和厚度各六次，并取平均值；
（8）用物理天平称出散热盘（铜盘）的质量；
（9）根据测量结果计算导热系数。
5. 实验结果及数据分析
通过实验数据计算得出样品的导热系数并与理论值进行比较。分析数据可以发现，测得的导热系数与理论值存在一定误差。这可能是由于测量过程中存在误差、样品的质量和厚度不完全均匀等原因造成的。
6. 结论
本实验通过稳态法成功地测出了不良导热体的导热系数，并将其与理论值进行了比较。实验结果表明，实验方法具有一定的可靠性。同时，实验中也存在误差和需要改进的地方。在今后的实验中可以通过提高测量精度、改进样品制备方法等途径来进一步提高实验结果的准确性。
7. 参考文献
在实验报告中列出相关的参考文献。
