实验时,当传热达到稳态时,θ1和θ2的值将稳定不变,这时可以认为发热体C通过试样圆盘上平面传入热量的传热速率与由散热铜盘P向周围环境散热的散热速率相等。因此可通过散热铜盘P在稳定温度θ2时的散热速率求出传热速率ΔQ/Δt,方法如下:当读得稳态时的θ1,θ2后,将试样B盘抽去,让发热体C底部的加热铜盘与散热铜盘直接接触,使盘P的温度上升到高于稳态时的温度值十多度。再将发热体C移开,让散热铜盘自然冷却,每隔一定时间读一下散热铜盘的温度示值,求出铜盘在稳定温度θ2附近的冷却速率,
Q t
mc
S
t
2
冷却速率就是散热盘在 2时的散热速率。式中m、c分别为散热铜盘的质量和比热。
将上式代入(2)式,则得
mc
t
2
h1
2
1 2 R
考虑到加热铜盘移离后,在散热铜盘散热时,其表面全部暴露在空气中冷却,即其
散热面积为2 R2 2 Rh,而实验中通过加热达到稳态传热时,散热铜盘的上表面(面积为 R2)是被试样覆盖着的,散热铜盘的散热面积为 R2 2 Rh。基于物体的冷却速率与它的散热面积成正比,故需对
Q t
t
作如下修正,即
2
S
mC R2 2 RhmC R 2h 2
t t2R 2h2 R 2 Rh
式中R、h分别为散热铜盘的半径和厚度。
因
代入(2)式得
Q
t
Q/ t,
S
mC
R 2hh1
2 (3) t2R 2h 1 2 R
二、用稳态法测量良导体的实现
1、样品选择
由原理可知,使导体上下表面行成温差是测量热导率的关键,但是良导的体的导热性能很好,要使上下表面出现温差并不是简单的事,并且良导体还存在散热很快的问题,或造成一定相当大的误差。但是从理论的角度推测,理论上,用