一、基础实验
实验九 不良导体导热系数的测量
导热系数(热导率)是反映材料热性能的物理量,导热是热交换三种(导热、对流和辐射)基本形式之一,是工程热物理、材料科学、固体物理及能源、环保等各个研究领域的课题之一。要认识导热的本质和特征,需了解粒子物理,而目前对导热机理的理解大多数来自固体物理的实验。材料的导热机理在很大程度上取决于它的微观结构,热量的传递依靠原子、分子围绕平衡位置的振动及自由电子的迁移,在金属中电子流起支配作用,在绝缘体和大部分半导体中则以晶格振动起主导作用。因此,材料的导热系数不仅与构成材料的物质种类密切相关,而且与它的微观结构、温度、压力及杂质含量相联系。在科学实验和工程设计中所用材料的导热系数都需要用实验的方法测定(粗略的估计,可从热学参数手册或教科书的数据和图表中查寻)。
1882年法国科学家J.傅里叶奠定了热传导理论,目前各种测量导热系数的方法都是建立在傅里叶热传导定律基础之上,从测量方法来说,可分为两大类:稳态法和动态法,本实验采用的是稳态平板法测量材料的导热系数。
【实验目的】
①了解热传导现象的物理过程;
②学习用稳态平板法测量材料的导热系数;
③学习用作图法求冷却速率;
④掌握一种用热电转换方式进行温度测量的方法。
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