导热系数(又叫热导率)是反映材料热性能的重要物理量。热传导是热交换的三种(热传导、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。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以及自由电子的迁移。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,某种材料的导热系数不仅与构成材料的物质种类密切相关,而且还与材料的微观结构、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精确测定。测固体材料热导率的实验方法一般分为稳态法和动态法两类。
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并用作图法求冷却速率。
(1)开始实验后,从实验仪器栏将橡胶盘、电子秒表和游标卡尺拖至实验台上。
(2)测量铜盘、橡胶盘的直径及厚度并记录到实验表格中。
(3)将橡胶盘拖至主仪器的支架上。
(4)连接好线路,调节自耦调压器,开始加热。
(5)移走橡胶盘,加热铜盘A、C。
(6)移走上铜盘,让下铜盘独立散热。
(7)记录数据。
(8)根据记录及已知数据求解橡胶盘的热导系数并填写到表格中。