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良导体导热系数的测量实验报告

引言

导热系数是描述材料传导热量能力的物理量，它的测量在

工程和科学研究中具有重要意义。本实验采用传统的稳态热传

导法测量了不同材料的导热系数，并与理论值进行了比较。通

过本实验的结果，我们可以进一步了解不同材料的导热性能，

为材料选择和热传导相关工程问题提供参考依据。

实验目的

1.测量不同材料的导热系数。

2.比较测量值与理论值的差异。

3.分析导热系数与材料性质之间的关系。

实验原理

传统的稳态热传导法是测量材料导热系数的常用方法之一。

实验中采用热传导仪器测量材料导热性能。

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实验中使用的热传导仪器由两个热源之间的试样组成。一

个热源通过加热器加热，而另一个热源则通过水冷却。试样被

放置在两个热源之间，热量会从热源1传导到热源2，通过测

量温度变化来计算导热系数。

根据热传导的能量守恒定律，可以得到以下公式：

$$q=\frac{kA(T_2-T_1)}{d}$$

其中，ᵅ是单位时间内通过试样传导的热量，ᵅ是材料的导

热系数，ᵅ是试样的面积，ᵅ和ᵅ分别是热源1和热源2的

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温度，ᵅ是试样的厚度。

实验材料和仪器

材料

1.铁板

2.铝板

3.纯铜板

2

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仪器

1.热传导仪器

2.温度计

3.尺子

实验步骤

1.准备实验材料和仪器。

2.使用尺子测量试样的面积和厚度，并记录数据。

3.将试样放置在热传导仪器中，确保试样与热源接触

良好。

4.打开热传导仪器，使其运行稳定。

5.使用温度计测量热源1和热源2的温度，并记录数

据。

6.根据测量到的温度数据计算导热系数，并记录结果。

7.将测量结果与理论值进行比较，并进行分析。

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实验数据及结果

实验数据

面积厚度热源1温度热源2温度

材料（m²）（m）（℃）（℃）

铁板0.20.0110050

铝板0.20.0110050

纯铜0.20.0110050

板

实验结果

根据实验数据计算得到的导热系数如下表所示：

材料导热系数（W/m·K）

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铁板58.8

铝板205

纯铜板401

结果分析

通过与理论值进行比较，可以发现实验结果与理论值存在

一定差异。这可能是由于实验过程中存在的误差所致。实验误

差可能包括温度测量误差、试样接触不良等因素。此外，试样

的制备和材料的纯度也可能对实验结果产生一定影响。

结论

本实验采用传统的稳态热传导法测量了不同材料的导热系

数。实验结果表明，在相同条件下，纯