金属导热系数测量
学号 562222581，
姓名 蒋晓鹏 专业班级 土木 132 班
实验时间（第十四周，星期一，实验时间 上午 10 点到 12 点 座位号 18）
一、实验项目名称
金属导热系数的测量
二、实验目的
用稳态法测定金属良导热体的导热系数，并与理论值
进行比较
三、实验原理热传导存在基本公式 -- 傅里叶导热方程。即
= λ∆t h
，其中T 1 、T 2 分别是待测样品达到稳态时上下两
端的温度。当热传导达到稳定状态时，通过 B 盘上表面的热
流量与铜盘 P 向周围散热的速率相等，故可以通过测 p 盘的
散热速率来进行计算，分析可得公式
= mc (πR P ⋅ RP + 2πR P h P )
∆T ∆t (2πR P R P + 2πR P h P )
将傅里叶公式与上式整合可得
1 λ = mc (R P + 2h p ) ⋅ h B ∆t (2R P + 2h p ) πR B ⋅ RB
四、实验仪器
TC-3 型导热系数测定仪、杜瓦瓶
五、实验内容及步骤
（1）先将两块树脂圆环套在金属圆筒两端，然后置于加热
盘 A 和散热盘 P 之间，调节散热盘 P 下方的三颗螺丝，使金
属圆筒与加热盘 A 及散热盘 P 紧密接触。
（2）在杜瓦瓶中放入冰水混合物，将热电偶的冷端插入杜
瓦瓶中，热端分别插入金属圆筒侧面上、下的小孔中，并分
别将热电偶的的接线连接到导热系数测定仪的传感器 I 、II
上。
（3）接通电源，将加热开关置于高档，当传感器 I 的温度 T
在十分钟内变化小于 0.03mv ，再将加热开关置于低挡，约
40min 。
（4）待达到稳态时（T1 与 T2 的数值在 10min 内的变化小于
0.03mV ），每隔 2min 记录 T1 和 T2 的值。
（5）测量散热盘 P 在稳态值 T2 附近的散热速率，移开加热
盘 A ，先将两测温热端取下，再将 T2 的测温热端插入散热盘
P 的侧面小孔，取下金属圆筒，并使加热盘 A 与散热盘 P 直
接接触，当散热盘 P 的温度上升到高于稳态 T2 的值约 0.2mV
左右时，再将加热盘 A 移开，让散热盘 P 自然冷却，每隔 30s
记录此时的 T2 值。
（6）记录散热盘 P 的直径、厚度、质量
六、数据记录及数据处理（要有数据计算的具体过程, 本实
验不要求计算不确定度。）
稳态时T 1 、T 2 对应的热电势的数据
稳态时T 3 对应的热电势的数据 U 3 =1.90mv 金属盘散热时数据
作出图像并求出当U 3 =1.90mv 时的切线斜率
∆ u = 0.002mv / s 知散热速率 λ = mc
∆t
(R P + 2h p ) ⋅ h B 1
∆t (2R P + 2h p )
= 2.391 = 198 πR B ⋅ RB T 1 -T 2
求 u1 的不确定度
5
σu 1 =
∑u 1 - u)( u 1 - u)
1
= 0.0087
5 -1
∆B = 0.003
u u 1
= 0.0087 ⨯ 0.0087 + 0.003⨯ 0.003 = 0.0092
同理可求出 u2 的不确定度
u u 2 = 0.0058
金属导热系数的不确定度
u = ( ∂λ ∂λ ) u u 1 ⨯ u u 1 +∂λ ∂λ ) u u 1 ⨯u u 1 = 0.116 ∂u 1 ∂u 1 ∂u 2 ∂u 2 λ = λ1 + u = 198 + 0.116 = 198.116
七、实验结果分析与小结
由于散热面积存在误差，铝棒表面隔热效果不在理想状
态，对实验有影响。
对实验目的、原理的充分理解，会对实验有很大帮助
八、附上教师签字的原始数据
金属导热系数测量
学号 562222581，
姓名 蒋晓鹏 专业班级 土木 132 班
实验时间（第十四周，星期一，实验时间 上午 10 点到 12 点 座位号 18）
一、实验项目名称
金属导热系数的测量
二、实验目的
用稳态法测定金属良导热体的导热系数，并与理论值
进行比较
三、实验原理热传导存在基本公式 -- 傅里叶导热方程。即
= λ∆t h
，其中T 1 、T 2 分别是待测样品达到稳态时上下两
端的温度。当热传导达到稳定状态时，通过 B 盘上表面的热
流量与铜盘 P 向周围散热的速率相等，故可以通过测 p 盘的
散热速率来进行计算，分析可得公式
= mc (πR P ⋅ RP + 2πR P h P )
∆T ∆t (2πR P R P + 2πR P h P )
将傅里叶公式与上式整合可得
1 λ = mc (R P + 2h p ) ⋅ h B ∆t (2R P + 2h p ) πR B ⋅ RB
四、实验仪器
TC-3 型导热系数测定仪、杜瓦瓶
五、实验内容及步骤
（1）先将两块树脂圆环套在金属圆筒两端，然后置于加热
盘 A 和散热盘 P 之间，调节散热盘 P 下方的三颗螺丝，使金
属圆筒与加热盘 A 及散热盘 P 紧密接触。
（2）在杜瓦瓶中放入冰水混合物，将热电偶的冷端插入杜
瓦瓶中，热端分别插入金属圆筒侧面上、下的小孔中，并分
别将热电偶的的接线连接到导热系数测定仪的传感器 I 、II
上。
（3）接通电源，将加热开关置于高档，当传感器 I 的温度 T
在十分钟内变化小于 0.03mv ，再将加热开关置于低挡，约
40min 。
（4）待达到稳态时（T1 与 T2 的数值在 10min 内的变化小于
0.03mV ），每隔 2min 记录 T1 和 T2 的值。
（5）测量散热盘 P 在稳态值 T2 附近的散热速率，移开加热
盘 A ，先将两测温热端取下，再将 T2 的测温热端插入散热盘
P 的侧面小孔，取下金属圆筒，并使加热盘 A 与散热盘 P 直
接接触，当散热盘 P 的温度上升到高于稳态 T2 的值约 0.2mV
左右时，再将加热盘 A 移开，让散热盘 P 自然冷却，每隔 30s
记录此时的 T2 值。
（6）记录散热盘 P 的直径、厚度、质量
六、数据记录及数据处理（要有数据计算的具体过程, 本实
验不要求计算不确定度。）
稳态时T 1 、T 2 对应的热电势的数据
稳态时T 3 对应的热电势的数据 U 3 =1.90mv 金属盘散热时数据
作出图像并求出当U 3 =1.90mv 时的切线斜率
∆ u = 0.002mv / s 知散热速率 λ = mc
∆t
(R P + 2h p ) ⋅ h B 1
∆t (2R P + 2h p )
= 2.391 = 198 πR B ⋅ RB T 1 -T 2
求 u1 的不确定度
5
σu 1 =
∑u 1 - u)( u 1 - u)
1
= 0.0087
5 -1
∆B = 0.003
u u 1
= 0.0087 ⨯ 0.0087 + 0.003⨯ 0.003 = 0.0092
同理可求出 u2 的不确定度
u u 2 = 0.0058
金属导热系数的不确定度
u = ( ∂λ ∂λ ) u u 1 ⨯ u u 1 +∂λ ∂λ ) u u 1 ⨯u u 1 = 0.116 ∂u 1 ∂u 1 ∂u 2 ∂u 2 λ = λ1 + u = 198 + 0.116 = 198.116
七、实验结果分析与小结
由于散热面积存在误差，铝棒表面隔热效果不在理想状
态，对实验有影响。
对实验目的、原理的充分理解，会对实验有很大帮助
八、附上教师签字的原始数据