金屬熱膨脹系數(shù)實驗儀/線膨脹系數(shù)儀 型號：DP-3625

、金屬熱膨脹系數(shù)實驗儀/線膨脹系數(shù)儀 實驗目的

1．學習和掌握固體熱膨脹系數(shù)實驗儀的基本結構和作原理。

2．了解金屬的熱膨脹現(xiàn)象，測定銅、鐵、鋁棒在定溫度范圍內(nèi)的平均線膨脹系數(shù)；

3．學習和掌握用千分表測量微小長度變化量的方法；
4．學習和掌握溫度傳感器控溫的方法；

5．學習用逐差法或圖解圖示法處理實驗數(shù)據(jù)，并分析實驗誤差。

二、金屬熱膨脹系數(shù)實驗儀/線膨脹系數(shù)儀 實驗原理

在定溫度范圍內(nèi)，原長為 （在 ＝0℃時的長度）的物體受熱溫度升，般固體會由于原子的熱運動加劇而發(fā)生膨脹，在t（單位℃）溫度時，伸長量△L，它與溫度的增加量△t（△t=t- ）近似成正比，與原長 也成正比，即： △L= × ×△t                                          （1）

此時的總長是：  ＝ +△L                              （2）

式中 為固體的線膨脹系數(shù)，它是固體材料的熱學性質(zhì)之。在溫度變化不大時， 是個常數(shù)，可由式（1）和（2）得

                       （3）

由上式可見， 的物理意義：當溫度每升1℃時，物體的伸長量△L與它在0℃時的長度之比。 是個很小的量，附錄中列有幾種常見的固體材料的 值。當溫度變化較大時， 可用t的多項式來描敘：

＝A+Bt+C +……

式中A，B，C為常數(shù)。

在實際的測量當中，通常測得的是固體材料在室溫 下的長度 及其在溫度 至 之間的伸長量，就可以得到熱膨脹系數(shù)，這樣得到的熱膨脹系數(shù)是平均熱膨脹系數(shù) ：

                        （4）

式中 和 分別為物體在 和 下的長度，△ ＝ - 是長度為 的物體在溫度從 升至 的伸長量。在實驗中我們需要直接測量的物理量是 ， ， 和 。

為了得到的測量結果，因此，我們需要得到的 ，這樣不僅要對 ， 和 行的測量，還要擴大到對 和相應的溫度 的測量。即：

                   i=1,2,3,……            （5）

在實驗中我們等溫度間隔的設置加熱溫度（如等間隔5℃或10℃），從而測量對應的系列 。將所得到的測量數(shù)據(jù)采用zui小二乘法行直線擬合處理，從直線的斜率可得到定溫度范圍內(nèi)的平均熱膨脹系數(shù) 。

主要標

  1、恒溫控制器的控溫范圍：室溫至80℃。

  2、溫度控制分辨率：0.1℃；控制度±0.1℃。

  3、恒溫加熱爐內(nèi)空間溫度達到平衡時，溫度的梯度≤±0.1℃。

  4、千分表：測量度0.001mm，量程0-1mm。

  5、待測金屬棒樣品：直徑Φ8mm，長度400mm。

  6、作電源：AC220V±10%，50Hz-60Hz，率100W。

  7、使用環(huán)境：溫度0-40℃，濕度≤85%。

五、實驗儀器組成

恒溫控制器，加熱恒溫箱，三根待測金屬棒，千分表。