固体线膨胀系数的测量.doc

实验八固体线膨胀系数的测量一般物体都具有热胀冷缩的特性，这是由于物体内的粒子运动会随温度改变，当温度上升时，粒子的振动幅度加大，令物体膨胀；但当温度下降时，粒子的振动幅度便会减小下来，使物体收缩因此在日常生活生产中要注意“热胀冷缩”效应所产生的负面影响但水（0-4°C）、锑、铋、镓和青铜等物质，受热时收缩，遇冷时会膨胀，恰与一般物体特性相反预习思考题】1. 如何检验铜棒两端已被顶住？2. 为什么要在加热之前读出千分表的初读数？【实验目的】1. 了解热膨胀现象2. 测量固体线膨胀系数实验原理】大部分物质在一定温度范围内都呈现“热胀热缩”的宏观现象就晶体状固体模型而言，这是因为物质中相邻粒子间的平均距离随温度的升高而增大引起的固体的任何线度（长度、宽度、厚度、直径等）随温度的变化，都称为线膨胀对于各向同性的固体，沿不同方向的线膨胀系数相同；对于各向异性的固体，沿不同的晶轴方向，其线膨胀系数不同实验表明，原长度为L的固体受热后，其相对伸长量正比温度的变化，即：AL人，At€L式中，比例系数a称为固体的线膨胀系数，对于一种确定的固体材料，它是一个确定的常数设温度在0C时，固体的长度为Lo，当温度升高到tC时，其长度为L,贝I」0tL—Lt4=€t（1）L=L（1+€t）（2）t0若在温度t^t2时，固体的长度分别为L1，L2,贝I」根据式（2）可写出L=L（1+€t），（3）101L=L（1+€t），（4）202AL将式（3）代入式（4）化简后得5)L„t由于L1与L2非常接近，故L2/Li^1,于是式（5）可简写成6)AL€=121可见，只要测出L1.AL和t],t2就可以求出€值。

实验仪器】EH-3型热学实验仪（示意图见实验十）、铜棒、游标卡尺、千分表实验内容和步骤】1. 检查EH-3热学实验仪的电源开关是否在“关”的位置，所有的调温按键是否处于弹出状态；2. 将铜棒插入加热盘的孔中，将加热盘放在支架的泡沫台上，并将铜棒的一个端面与千分表顶尖靠拢，另一端面与可调顶紧螺旋的尖端对齐，这里必须注意：不能让铜棒的任何一端露出在加热盘外；3. 旋动螺旋，直到千分表的指针微有旋转想一想：为什么一定要注意这一点？）记录千分表的初读数4. 将测温探头插入加热盘的另一个侧孔内打开实验仪的电源开关，按下实验仪的调温按键“1”，开始加热5. 随着温度的上升，千分表开始旋转，当温度稳定后，千分表停止动作，记下此时的温度值及千分表读数6. 然后依次按下下一个调温按键，当温度稳定后，读取千分表读数，将数据填入数据记录表格需要观察与思考的是：①千分表读数盘上还包含一个小读数盘，大、小两个读数盘的作用各自是什么？如何将它们配合起来读数？②上段中提到一个要求:“直到千分表的指针微有旋转”，为什么一定要有这样一个要求？【注意事项】1. 按实验步骤检查无误后，才可操作2. 在实验过程中要避免任何振动。

数据记录与处理】待测材料在室温下的长度mm千分表的初读数€m【实验思考题】1、有一体积为V的各向同性固体，受热其体积的相对增加跟温度的变化At成正比，即AV/V=BAt,B是固体的体膨胀系数，试证明固体的体膨胀系数是线膨胀系数的3倍，即B=3。