實(shí)驗(yàn)3.5 線(xiàn)膨脹系數(shù)測(cè)定

1、12掌握測(cè)量金屬材料的平均線(xiàn)膨脹系數(shù)的一種掌握測(cè)量金屬材料的平均線(xiàn)膨脹系數(shù)的一種方法；方法；熟悉用機(jī)械式千分表測(cè)量微小位移的方法熟悉用機(jī)械式千分表測(cè)量微小位移的方法；學(xué)會(huì)用最小二乘法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。學(xué)會(huì)用最小二乘法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。LL t u 線(xiàn)膨脹線(xiàn)膨脹加熱時(shí)因熱脹效應(yīng)而使固體的長(zhǎng)度增加。加熱時(shí)因熱脹效應(yīng)而使固體的長(zhǎng)度增加。比例系數(shù)比例系數(shù) 稱(chēng)稱(chēng)為固體的為固體的線(xiàn)膨脹系數(shù)線(xiàn)膨脹系數(shù)。其物理意義是。其物理意義是:在溫度區(qū)間在溫度區(qū)間 t內(nèi)，每升高單位溫度時(shí)內(nèi)，每升高單位溫度時(shí)固體材料的相固體材料的相對(duì)伸長(zhǎng)量。對(duì)伸長(zhǎng)量。 在一定溫度范圍內(nèi)，固體長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)量近似與溫在一定溫度范圍內(nèi)，固體長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)量近

2、似與溫度的增量以及固體的原長(zhǎng)成正比，即度的增量以及固體的原長(zhǎng)成正比，即1LtL實(shí)驗(yàn)中，使材料溫度實(shí)驗(yàn)中，使材料溫度改變改變 t 時(shí)，時(shí)，測(cè)出其相測(cè)出其相應(yīng)的伸長(zhǎng)量應(yīng)的伸長(zhǎng)量 L，即可，即可算出線(xiàn)膨脹系數(shù)算出線(xiàn)膨脹系數(shù) 。34FD-LEA-B線(xiàn)膨脹系數(shù)測(cè)定儀、金屬樣品。線(xiàn)膨脹系數(shù)測(cè)定儀、金屬樣品。測(cè)量金屬棒在一定溫度范圍內(nèi)的平均線(xiàn)膨脹系數(shù)。測(cè)量金屬棒在一定溫度范圍內(nèi)的平均線(xiàn)膨脹系數(shù)。5數(shù)據(jù)測(cè)量及記錄 ti和伸長(zhǎng)量和伸長(zhǎng)量 Li ，用最小二乘法處理實(shí)，用最小二乘法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)果：驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)果：00/LLtyaxa L樣品樣品測(cè)量次數(shù)測(cè)量次數(shù)i12345黃銅黃銅溫度溫度 ti 溫差溫差

3、ti = ti - t0伸長(zhǎng)伸長(zhǎng) Li = Li - L0原長(zhǎng)原長(zhǎng)L0 =400mm（設(shè)室溫時(shí)為原長(zhǎng)）（設(shè)室溫時(shí)為原長(zhǎng)）初始溫度初始溫度t0= （室溫）室溫）6實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)7注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)因樣品伸長(zhǎng)量極小，所以實(shí)驗(yàn)中應(yīng)避免振動(dòng)；因樣品伸長(zhǎng)量極小，所以實(shí)驗(yàn)中應(yīng)避免振動(dòng)；實(shí)驗(yàn)時(shí)嚴(yán)禁用手直接拉動(dòng)千分表中的量桿；實(shí)驗(yàn)時(shí)嚴(yán)禁用手直接拉動(dòng)千分表中的量桿；不可敲打千分表的任何部位。不可敲打千分表的任何部位。8千分表結(jié)構(gòu)及讀數(shù)千分表結(jié)構(gòu)及讀數(shù)1主指針；主指針；2表盤(pán)；表盤(pán)； 3防塵帽；防塵帽； 4轉(zhuǎn)數(shù)指針；轉(zhuǎn)數(shù)指針； 5轉(zhuǎn)數(shù)指示盤(pán)；轉(zhuǎn)數(shù)指示盤(pán)；6表圈；表圈；7套筒；套筒；8量桿；量桿；9測(cè)頭測(cè)頭千分表讀數(shù)千

4、分表讀數(shù)u 主指針?lè)侄戎担褐髦羔樂(lè)侄戎担?.001mm，表盤(pán)共，表盤(pán)共分分200格，主指針走一圈為格，主指針走一圈為0.2mm.u 主指針走一圈，轉(zhuǎn)數(shù)指針走一格。主指針走一圈，轉(zhuǎn)數(shù)指針走一格。即轉(zhuǎn)數(shù)指針走的格數(shù)代表主指針轉(zhuǎn)即轉(zhuǎn)數(shù)指針走的格數(shù)代表主指針轉(zhuǎn)的圈數(shù)。的圈數(shù)。u 總讀數(shù)：總測(cè)量值總讀數(shù)：總測(cè)量值=轉(zhuǎn)數(shù)指針?biāo)咿D(zhuǎn)數(shù)指針?biāo)吒駭?shù)格數(shù) 0.2+主指針顯示格數(shù)主指針顯示格數(shù) 0.001.1 12 23 34 45 56 67 78 89 99旋松千分表固定架螺栓，轉(zhuǎn)動(dòng)固定架，插入待測(cè)金屬旋松千分表固定架螺栓，轉(zhuǎn)動(dòng)固定架，插入待測(cè)金屬棒后插回絕熱體，將固定架轉(zhuǎn)回；棒后插回絕熱體，將固定架轉(zhuǎn)回；說(shuō)

5、明：說(shuō)明：通常已有一根待測(cè)樣品放入其中，不用再更換。通常已有一根待測(cè)樣品放入其中，不用再更換。固定架固定架固定架螺栓固定架螺栓鎖緊螺母鎖緊螺母絕熱體絕熱體量桿量桿操作步驟操作步驟10旋緊螺栓固定千分表，旋緊時(shí)要使探頭與絕熱體良好接旋緊螺栓固定千分表，旋緊時(shí)要使探頭與絕熱體良好接觸觸( (轉(zhuǎn)數(shù)指針走過(guò)一格左右轉(zhuǎn)數(shù)指針走過(guò)一格左右) )，再旋緊鎖緊螺母；，再旋緊鎖緊螺母；轉(zhuǎn)動(dòng)千分表表圈使讀數(shù)為零；轉(zhuǎn)動(dòng)千分表表圈使讀數(shù)為零；提拉防塵帽幾次，確保指針能穩(wěn)定指零（若提拉后指針提拉防塵帽幾次，確保指針能穩(wěn)定指零（若提拉后指針偏離，則按步驟偏離，則按步驟1-3重新調(diào)整，直至穩(wěn)定指零）重新調(diào)整，直至穩(wěn)定指零）

6、;接通溫控儀電源，設(shè)定溫度，加熱升溫后作相應(yīng)測(cè)量；接通溫控儀電源，設(shè)定溫度，加熱升溫后作相應(yīng)測(cè)量；注意：注意：第一組同學(xué)做完后將不要對(duì)儀器做任何操作，留待下組同學(xué)做。第一組同學(xué)做完后將不要對(duì)儀器做任何操作，留待下組同學(xué)做。表圈表圈防塵帽防塵帽11等待輸入設(shè)定溫度。按升溫降溫鍵設(shè)定等待輸入設(shè)定溫度。按升溫降溫鍵設(shè)定.設(shè)定溫度顯示設(shè)定溫度顯示當(dāng)前溫度顯示當(dāng)前溫度顯示開(kāi)機(jī)顯示開(kāi)機(jī)顯示溫度設(shè)定溫度設(shè)定剛開(kāi)機(jī)時(shí)此顯示即為室溫剛開(kāi)機(jī)時(shí)此顯示即為室溫12溫度設(shè)置及具體操作測(cè)量說(shuō)明溫度設(shè)置及具體操作測(cè)量說(shuō)明p 不要?jiǎng)忧Х直?，不要?jiǎng)忧Х直?，即做降溫的同學(xué)不能重新調(diào)零（因?yàn)樵诩醋鼋禍氐耐瑢W(xué)不能重新調(diào)零（因?yàn)樵谌我?/p>

7、中間溫度無(wú)法測(cè)定樣品對(duì)應(yīng)的絕對(duì)長(zhǎng)度）。任一中間溫度無(wú)法測(cè)定樣品對(duì)應(yīng)的絕對(duì)長(zhǎng)度）。記錄開(kāi)始時(shí)記錄開(kāi)始時(shí)( (最高溫度時(shí)最高溫度時(shí)) )所見(jiàn)表頭讀數(shù)和溫度顯示讀數(shù)；所見(jiàn)表頭讀數(shù)和溫度顯示讀數(shù)； 按復(fù)位鍵，重新將溫度設(shè)定為按復(fù)位鍵，重新將溫度設(shè)定為20C；然后在連續(xù)降溫的然后在連續(xù)降溫的過(guò)程中，溫度每降低過(guò)程中，溫度每降低5C時(shí)讀一次數(shù)據(jù)并記錄，連測(cè)時(shí)讀一次數(shù)據(jù)并記錄，連測(cè)5組。組。p 做降溫時(shí)的原長(zhǎng)：做降溫時(shí)的原長(zhǎng)：不是室溫時(shí)的原長(zhǎng)不是室溫時(shí)的原長(zhǎng)L0，要加上最后一組，要加上最后一組數(shù)據(jù)溫度下千分表走過(guò)的讀數(shù)。數(shù)據(jù)溫度下千分表走過(guò)的讀數(shù)。將溫度一次性設(shè)定為將溫度一次性設(shè)定為70C，然后，然后從初始

8、溫度開(kāi)始從初始溫度開(kāi)始，溫度，溫度每升高每升高5C進(jìn)行一次測(cè)量和記錄，連測(cè)進(jìn)行一次測(cè)量和記錄，連測(cè)5組。組。( (說(shuō)明：說(shuō)明：溫度一溫度一次性設(shè)為次性設(shè)為7070C是讓升溫過(guò)程為連續(xù)，并不是要等是讓升溫過(guò)程為連續(xù)，并不是要等7070C以后才開(kāi)始測(cè)量。以后才開(kāi)始測(cè)量。) )測(cè)完之后不要作任何操作，保持現(xiàn)狀，測(cè)完之后不要作任何操作，保持現(xiàn)狀，以便下一組同學(xué)以便下一組同學(xué)繼續(xù)讀數(shù)測(cè)量。繼續(xù)讀數(shù)測(cè)量。13數(shù)據(jù)處理要求用最小二乘法處理數(shù)據(jù)；用最小二乘法處理數(shù)據(jù)；進(jìn)行結(jié)果討論。進(jìn)行結(jié)果討論。14本實(shí)驗(yàn)主要誤差來(lái)源提示控溫方式不夠精確，且達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的溫度控溫方式不夠精確，且達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的溫度值需要很長(zhǎng)時(shí)間，因此難以做到。值需要很長(zhǎng)時(shí)間，因此難以做到。線(xiàn)膨脹系數(shù)本身很小，用機(jī)械表來(lái)測(cè)量微小線(xiàn)膨脹