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实验47 导热系数和比热的测定 热传导是热传递三种基本方式之一．导热系数定义为单位温度梯度下每单位时间内由单 位面积传递的热量，单位为W / (m·K) ．它表征物体导热能力的大小． 比热是单位质量物质的热容量．单位质量的某种物质，在温度升高（或降低）1 度时所 吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热，单位为J/ （kg·K ）． 以往测量导热系数和比热的方法大都用稳态法，使用稳态法要求温度和热流量均要稳 定，但在学生实验中实现这样的条件比较困难，因而导致测量的重复性、稳定性、一致性差， 误差大．为了克服稳态法测量的误差，我们使用了一种新的测量方法——准稳态法，使用准 稳态法只要求温差恒定和温升速率恒定，而不必通过长时间的加热达到稳态，就可通过简单 计算得到导热系数和比热． 【实验目的】 1．了解准稳态法测量导热系数和比热的原理． 2 ．学习热电偶测量温度的原理和使用方法． 3 ．用准稳态法测量不良导体的导热系数和比热． 【实验仪器】 ZKY-BRDR 型准稳态法比热导热系数测定仪实验装置一个，实验样品两套（橡胶和有 机玻璃，每套四块），加热板两块，热电偶两支，导线若干，保温杯一个． 【实验原理】 1．准稳态法测量原理 考虑如图 47- １所示的一维无限大导热模型：一无限大不良导体平板厚度为２R ，初始 T q 温度为 ，现在平板两侧同时施加均匀的指向中心面的热流密度 ，则平板各处的温度 0 c T (x ,t) t 将随加热时间 而变化． 以试样中心为坐标原点，上述模型的数学描述可表达如下： qc qc  2 T (x , t)  T (x ,t)  a 2 0 x  t x qc qc T (R ,t) qc T (0,t)  0  x  x R R  T (x ,0) T 图 47-1 理想无限大不良导体  0  平板 2 2  n1 an  qc a 1 2 R 2R (1) n  R2 t T ( x, t) T  ( t  x    cos x e ) （47-1） 0 k R 2R 6 2 n 1 n2 R 1  式中a k / c ， 为材料的导热系数， 为材料的密度，c 为材料的比热． k 考察T (x ,t) 的解析式（47-1）可以看到，随加