实验九固体线膨胀系数的测定.doc

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1、实验九固体线膨胀系数的测定在一定的条件下，物质的体积随温度的变化而变化，这是物质的基本属性之一，对于固体物质，一般固体的体积随着温度的增大而增大，即物质受热膨胀，本实验以固体为例进行说明。一、实验目的1测量铁、铜、铝棒的线膨胀系数；2分析影响测量精度的诸因素；3掌握使用千分表和温度控制仪的操作方法。二、实验原理FD-LEA线膨胀系数测定仪是对固体线膨胀系数的一种直读式测定仪，在大专院校的普通物理实验教学中对物质的热胀冷缩的特性可做出定量考查，并可对金属的线膨胀系数做精确测量计算。物质在一定温度范围内，原长为

2、ι的物体受热后伸长量与其温度的增加量近似成正比，与原长ι也成正比，即：=。式中α为固体的线膨胀系数。实验证明：不同材料的线膨胀系数是不同的。可对已配备的实验铁棒、铜棒、铝棒进行测量并计算其线膨胀系数。三、实验实验仪器线膨胀系数测定仪、铜棒、铁棒等。1电加热箱的结构和使用要求结构如图9-1：图5-1电加热箱结构示意图1、托架2、隔热盘A3、隔热顶尖4、导热衬托A5、加热器6、导热均匀管7、导向块8、被测材料9、隔热罩10、温度传感器11、导热衬托B12、隔热棒13、隔热盘B14、固定架15、千分表16、支撑螺

3、钉17、坚固螺钉使用要求：1)被测物体控制于Φ8×400mm尺寸；2)整体要求平稳，因伸长量极小，故仪器不应有振动；3)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(读数在0.2—0.3mm处较为适宜，然后再转动表壳校零)；4)被测物体与千分表探头需保持在同一直线。2恒温控制仪使用说明面板操作简图如图9-2，使用注意事项有：图5-2恒温控制面板1)当面板电源接通数字显示为FdHc表示本公司符号产品即自动转向A××.×表示当时传感器温度，b==.=表示等待设定温度。2)按升温键，数字即由

4、零逐渐增大至用户所需的设定值，最高可选80℃。3)如果数字显示值高于用户所需要的温度值，可按降温键，直至用户所需要的设定值。4)当数字设定值达到用户所需的值时，即可按确定键，开始对样品加热，同时指示灯亮，发光频闪与加热速率成正比。5)确定键的另一用途可作选择键，可选择观察当时的温度值和先前设定值。6)用户如果需要改变设定值可按复位键，重新设置。四、实验步骤及内容系数测试方法（1）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；（2）旋松千分表固定架螺栓，转动固定架至使被测样品(Ф8×400mm金属棒

5、)能插入紫铜管内，再插入低导热体(不锈钢)用力压紧后转动固定架；（3）安装千分表在固定架上，使千分表读数值在0.2—0.4mm处，固定架给予固定。然后稍用力压一下千分表滑络端，使它能与绝热体有良好地接触，再转动千分表圆盘读数为零；（4）接通温控仪的电源设定需加热的值，一般可分别增加温度为20℃、30℃、40℃、50℃，按确定键开始加热；（5）当显示值上升到大于设定值，电脑自动控制到设定值，正常情况下在±0.30℃左右波动一、二次，同学可以记录和，并通过公式计算线膨胀系数并考查其线性情况；（6）换不同的金属棒

6、样品，分别测量并计算各自的线膨胀系数，与理论参考值比较，考查误差情况。五、注意事项1在安装千分表架时注意被测物体与千分表测量头保持在同一直线；2安装千分表在固定架上，并且扭紧螺栓，不使千分表转动。六、思考题1测定线胀系数的方法有很多种，查阅相关的资料进行了解，并予以比较；2分析实验结果，找出此装置的局限性，考虑如何加以提高。