固体热膨胀系数的测量实验报告
固体热膨胀系数的测量班级： 姓名： 学号： 实验日期：一、实验目的测定金属棒的线胀系数，并学习一种测量微小长度的方法。二、仪器及用具热膨胀系数测定仪(尺读望远镜、米尺、固体线膨胀系数测定仪、铜棒、光杠杆、温度计等)三、实验原理1材料的热膨胀系数线膨胀是材料在受热膨胀时，在一维方向上的伸长。在一定的温度范围内，固体受热后，其长度都会增加，设物体原长为L，由初温t1加热至末温t2，物体伸长了 L,则有 （1） （2）此式表明，物体受热后其伸长量与温度的增加量成正比，和原长也成正比。比例系数称为固体的线胀系数。一般情况下，固体的体胀系数为其线胀系数的3倍。2线胀系数的测量在式（1）中L是个极小的量，这样微小的长度变化，普通米尺、游标卡尺的精度是不够的，可采用千分尺、读数显微镜、光杠杆放大法、光学干涉法等。考虑到测量方便和测量精度，我们采用光杠杆法测量。光杠杆系统是由平面镜及底座，望远镜和米尺组成的。光杠杆放大原理如下图所示： 当金属杆伸长L时，从望远镜中叉丝所对标尺刻度前后为b1、b2，这时有： 带入（2）式得固体线膨胀系数为：四、实验步骤及操作1.单击登陆进入实验大厅2.选择热力学试验单击3.双击固体热膨胀系数的测量进入实验界面4.在实验界面单击右键选择“开始实验”5.调节平面镜至竖直状态6.进行望远镜调节，调节方位、聚焦、目镜是的标尺刻线清晰，调节中丝读数为0.0mm,并打开望远镜视野7.单击铜棒测量长度，单击温度计显示铜棒温度，打开电源加热，记录每升高10度时标尺读数直至温度升高到90度止8.单击卷尺，分别测量l、D，9以t为横轴，b为纵轴作b-t关系曲线，求直线斜率。10.代入公式计算线膨胀系数值。由图得k=0.3724五、实验数据记录与处理六、思考题1对于一种材料来说，线胀系数是否一定是一个常数？为什么？ 答： 不是。因为同一材料在不同的温度区域，其线性系数是不同的，有实验结果的事实 可证明。2你还能想出一种测微小长度的方法，从而测出线胀系数吗？ 答： 目前想不到更好地方法。3. 引起a测量误差的主要因素是什么？ 答：仪器的精准度，操作过程中的不可避免性的失误，温度变化的控制，铜棒受热不均匀等。
