金属线胀系数的测定2

《金属线胀系数的测定2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、金属线胀系数的测定一、实验目的：(1)测定金属杆的线膨胀系数；(2)掌握用光杠杆法测定线度微小变化量的方法。二.实验仪器GXZ-2a数显式金属线涨系数测试仪光杠杆望远镜钢卷尺游标卡尺二.实验原理：当温度变化时，大多数物质都有“热胀冷缩”的特性，这是由于物体内分了热运动的加剧或减弱造成的。受热运动的影响，物体内分了间的距离将随温度的升高而增大，亦随温度的降低而减小。我们把物体在线度上的增加称为线膨胀。不同材料的线膨胀系数不同，如塑料的线膨胀系数最大，金属次之，石英物质最小。经验表明，在一定的温度范围内，原长为Z的物体，受热后其伸长量△/与其温度的增量At近似成正比，与原

2、长/亦成正比。即式中:aAl=a・l・Q为线膨胀系数。即a—心—％)的物理意义是，固体材料在(to,温度区域内,(1)温度每升高l°c材料的相对伸长量。其单位为。CS式(1)中各量分别表示为：当温度为to(°C)时，材料长度为/，当温度升至tic)时,长度为厂o显然，式中的人to和b都易测得，故采用光杠杆放大法测量材料的微小长度变化量。_°o)d2D将式(2)代入式(1),得a二a_a(Jd2Dl(t}-t0)⑶式中：d为光杠杆后脚尖到两前脚尖连线的垂直距离；D为光杠杆镜面到望远镜标尺的水平距离；/为被测金属杆的原长；a°和5分別为当金属杆的温度为t。和「时，在望远镜

3、中所读得的标尺读数。四.实验内容及步骤：(一)测Z;从“固体线膨胀系数测定仪”中取出待测金属杆，测出其在室温下的原长将其再插回原处。(-)将光杠杆(小平面镜)调节好；将光杠杆放置到仪器平台上，其后脚尖踏到金属棒顶端，前两脚尖踏入凹槽内。平面镜要调到铅直方向。望远镜和标尺组要置于光杠杆前约1.5-2.0米距离处，标尺调到垂直方向。调节望远镜的目镜，使标尺的像最清晰并且与十字横线间无视差。调节好光杠杆系统光路，使望远镜中有清楚地标尺像。(三)保持调整后的光路不动；(1)打开仪器电源开关。稳定后其显示值即为家温，记下初温妇读出望远镜叉丝横线或交点在直尺上的位置a0o(2)给

4、仪器通电加热。随着金属筒内温度的升高，金属棒将迅速仲长，待温度计的读数稳定后，从望远镜中读出叉丝横线所对应的刻度值a”并记下此刻的温度tlo(3)依次类推从家温到100°C范围内测量六组实验数据(温差约10°C)o(4)停止加热。测出光杠杆镜面到望远镜标尺的水平距离Do取下光杠杆放在白纸上轻轻压岀三个足尖痕迹，用铅笔通过前两足迹联成一直线，再市后足迹引到此直线的垂线，用标尺测出垂线的距离乩四.实验数据处理a頁值=UlxlO^C-1真值1x100%=。真值表］1Dd123平均值表2温度标尺读数线涨系数a.toAt=(t-t0)Hoa-Hotlt]-to%ai-a（）t2

5、t2-to0^2S2—Hoa2=Lbt：ctoa3&厂8（）a3=t4t4_to逅加―a_ot5t5_to35a5_a°a5=t6t6_toa6a6-a（）Q6=四.误差分析