19不良导体导热系数的测量

不良导体导热系数的测量本实验的目的是了解热传导现象的物理过程，学习用稳态平板法测量不良导体的导热系数。导热系数的最终计算公式为：式中m铜——散热盘A的质量c铜——黄铜比热容，值212(2)2()()BBmchRhdTRTTRhdtAA铜铜AA为793J/kg·KRA——散热盘A的半径hA——散热盘A的厚度RB——样品盘B的半径hB——样品盘B的厚度T1——达到稳态后加热盘C的温度T2——达到稳态后散热盘A的温度dTdt——散热盘A在T2附近的冷却速率【实验内容】1、自拟数据表格，用游标卡尺测量散热盘A的直径及厚度，数据应多次测量，并求出平均值RA、hA。散热盘A侧面有编号，根据编号记录相应的质量m铜。编号123456质量726.33g738.29g726.66g735.61g723.04g740.79g2、由于样品盘B直径不易测量，默认直径与散热盘A相同，即RB=RA。3、确认控制器电源处于关闭状态后，将3个测微头示数旋至大于10mm，安装加热盘C，并通过手拧螺丝紧固。放置散热盘A，再将样品盘B放在加热盘C与散热盘A中间，样品盘B要求与加热盘C、散热盘A完全对准。调节底部的3个测微头，使样品与加热盘、散热盘接触良好，但注意不宜过紧。4、记录3个测微头的示数hB1、hB2、hB3。5、将Pt100和半导体传感器分别插到加热盘C和散热盘A的小孔中。为确保传感器与加热盘和散热盘接触良好，必要时涂上一些导热硅脂。6、确认接线正确、完整后，打开控制器电源，设置目标温度为70℃。加热盘即开始加热。同时打开风扇，形成稳定的散热环境。7、加热盘的温度上升到设定温度值时，开始记录散热盘的温度，可每隔一分钟记录一次，待在5分钟或更长的时间内散热盘的温度值基本不变，可以认为已经达到稳定状态了，该实验中约为55℃。记录温度值T2。8、将半导体传感器插到加热盘的小孔中，测量温度值T1。9、旋松3个测微头，用镊子取出样品盘，再将3个测微头旋紧，使加热盘和散热盘接触良好，记录3个测微头的示数hB1’、hB2’、hB3’，并计算hB：hB=[(hB1-hB1’)+(hB2-hB2’)+(hB3-hB3’)]/310、散热盘温度上升。散热盘温度上升到比稳态时T2值高约10℃左右时，停止加热，取走加热盘。小心烫伤。11、让散热盘在风扇作用下冷却，每隔10秒记录一次散热盘的温度值。取临近T2值的温度数据（T2前后各8个数据）计算冷却速率。可以用逐差法，也可以线性拟合。12、根据测量得到的稳态时的温度值T1和T2以及在温度T2时的冷却速率，由公式计算不良导体样品的导热系数。