大学物理线胀系数实验报告Word文件下载.doc
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二、实验原理:
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△t
时,其长
度改变量为△L
如果△t
足够小,则△t
与△L
成正比,并且也与物体原长
L
成正比,因此有
D△L
=aL△t
上式中比例系数a
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
L0
当温度升高为t
℃时,其长度为
Lt
,则有
(Lt
-L0
)
/
=at
,
即
=L0
(1+at)。
如果金属杆在温度为t1
,t2
时,其长度分别为
L1
L2
,则可写出
L1
(1+at1
(3)
(1+at2
(4)
将式(3)代入式(4),又因
与
非常接近,所以
≈
1,于是可得到如下结果:
a=(L2-L1)/L1/(t2-t1),
由上式,测得
,t1
和t2
,就可求得a值。
三、实验仪器:
加热箱,恒温控制仪,金属线膨胀系数测量仪。
四、实验内容和步骤:
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.设置好温度控制器加热温度为80℃:
金属管加热温度设定值可根据金属管所需要的实际温度值设置。
3.当被测介质温度为t1℃时,读出千分表数值L1,记入表2中。
接着在温度每隔5°
C时,记录对应的千分表读数
。
4.依次记录12组数据。
5.用逐差法求出温度每升高5
℃金属棒的平均伸长量,由公式即可求出金属棒线膨胀系数。
五、实验数据与处理:
1.逐差法:
2.坐标法:
aL=k=斜率=0.0075
所以a=0.0075/400=1.875*10-5(/℃)
六、误差分析:
出现误差的原因:
1.温度的影响,每一种材料都有它的温度膨胀系数,温差越大对它的影响也越大。
2.测量仪器的不精密,读数时未能迅速读取。
3.碰撞造成了系统的不稳定。
4.热量在空气中的流失。
5.仪器使用时间过长,传感器不灵敏。
七、思考题:
1.线胀系数的意义是什么?
答:
线胀系数是固态物质的温度改变1°
c时,其长度的变化与它在0°
c时的长度之比。
2.如果温度超过计划记录的读数,可是还没来得及记录,实验是否要继续进行下去?
要继续进行下去。
可以选取接近计划记录读数后的读数,比如原计划记录50℃,但没有来得及记录,可以立刻记录50.1℃的数据。
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