文档介绍：芄实验5金属线胀系数的测定肂测量固体的线胀系数,实验上归结为测量在某一问题范围内固体的相对伸长量。此相对伸长量的测量与杨氏弹性模量的测定一样,有光杠杆、测微螺旋和千分表等方法。而加热固体办法,也有通入蒸气法和电热法。一般认为,用电热丝同电加热,用千分表测量相对伸长量,是比较经济又准确可靠的方法。荿实验目的螇学会用千分表法测量金属杆长度的微小变化。蚅测量金属杆的线膨胀系数。螃实验原理膈一般固体的体积或长度,随温度的升高而膨胀,这就是固体的热膨胀。设物体的温度改变时,其长度改变量为,如果足够小,则与成正比,并且也与物体原长成正比,因此有袇(1)肅式(1)中比例系数称为固体的线膨胀系数,其物理意义是温度每升高1℃时物体的伸长量与它在0℃时长度之比。设在温度为0℃时,固体的长度为,当温度升高为℃时,其长度为,则有芁膀即(2)羇如果金属杆在温度为,时,其长度分别为,,则可写出节(3)羃(4)罿将式(3)代入式(4),又因与非常接近,所以,,于是可得到如下结果:肇(5)蚃由式(5),测得,,和,就可求得值。莁仪器介绍蚈加热箱的结构和使用要求肇结构如图5-1。肄膃使用要求螁被测物体控制于尺寸;膆整体要求平稳,因伸长量极小,故仪器不应有振动;蒅千分表安装须适当固定(以表头无转动为准)且与被测物体有良好的接触(~,然后再转动表壳校零);薁被测物体与千分表探头需保持在同一直线。蒀恒温控制仪使用说明芆面板操作简图,如图5-2所示。袆芃图5-2艿当电源接通时,面板上数字显示为FdHc,表示仪器的公司符号,,即。再自动转为.(表示等待设定温度)。莆按升温键,数字即由零逐渐增大至实验者所选的设定值,最高可选80℃.羃如果数字显示值高于实验者所设定的温度值,可按降温键,直至达到设定值。螁当数字达到设定值时,即可按确定键,开始对样品加热,同时指示灯会闪亮,发光频闪与加热速率成正比。肈确定键的另一用途是可作选择键,可选择观察当时的温度值和先前设定值。蒆实验者如果需要改变设定值可按复位键,重新设置。莄实验步骤蒂接通电加热器与温控仪输入输出接口和温度传感器的航空插头。肁测出金属杆的长度(本实验使用的金属杆的长度为400mm),使其一端与隔热顶尖紧密接触。薆调节千分表带绝热头的测量杆,使其刚好与金属杆的自由端接触,记下此时千分表的读数。螄接通恒温控制仪的电源,先设定需要加热的值为30℃,按确定键开始加热,在达到设定温度后降温至室温,降温时也应读数。注视恒温控制仪,每隔3℃读一次读数,同时读出千分表的示数,将相应的读数,,…,,,,…,,,,…,,,,…,记在表格里。(其中=(+)/2)羀显然,金属杆各时刻上升的温度是-,-,…,-,相应的伸长量是-,-,…,-,则式(5)可表示为衿=蚆即(6)膅由此可知,线膨胀系数是以-为纵坐标、以-为横坐标的实验曲线的斜率。把各测量值填入下表,作-与-的曲线(即与曲线),先算出,再求出。另外还可根据式(6)来计算出。因为长度的测量是连续进行的,故用逐差法对进行处理。蚂实验数据薈Tn/℃蚆薆肀蚁螅螃螂莀袅膄薄腿羅Nn/mm薅羂羈肅羆蚄羁膅肃膁螀芅蒃袃数据处理薈图像法蕿根据实验数据作出与曲线如下图所示袄因,故数据正相关相关性很高。莁可得=0