金属铝的热导率的测量

班级：机111 姓名：XXX 学号：3111111111

在做大学物理实验“稳态法测量不良导体的热导率”时，老师提问是否可以用稳态法测量良导体，本人对于这个问题进行了资料收集。理论分析和试验结果可以表明，稳态法也可以测量良导体的热导率。本文中选择金属铝为研究对象，讨论了稳态法测量良导体的方法。

一、稳态法测量热导率的原理

导热系数是表征物体传热性质的物理量，它与材料的结构、杂质的多寡和温度有关。导热系数常用实验方法测定。用温度稳态法测定，即先利用热源在试样内形成稳定的温度分布，然后再用铂电阻作为传感器的数显温度计测量其温度差，并通过测其散热速率来测传热速率，最后用傅立叶导热方程式求出导热系数。

导热系数的测定原理是以法国数学、物理学家约瑟夫·傅立叶给出的导热方程式为基础的。该方程式指出，在物体内部，在垂直于导热的方向上，两个相距为h,面积为A，温度分别为 1， 2的平行平面，在 t秒内，从一个平面传到另一个平面的热量ΔQ，满足下述表式：

2 Q

（1） A 1

th

式中 定义为该物质的导热系数，亦称热导率。由此可知，导热系数是一表

征物质热传导性能的物理量，其数值等于二相距单位长度的平行平面上，当温度相差一个单位时，在单位时间内，垂直通过单位面积所流过的热量。

图1热传导规律

材料的结构变化与杂质多寡对导热系数都有明显的影响。同时，导热系数一般随温度而变化，所以实验时对材料的成分，温度等都要一并记录。

根据装置，由傅立叶导热方程式可得：

2 Q

（2） R2 1

th

式中h为试样厚度，R为试样圆盘的半径，λ为试样的热导率，θ1，θ2分

别为稳态时试样上下平面（即加热铜盘和散热铜盘）的温度。