大学物理实验金属线膨胀系数的测量.doc
《大学物理实验金属线膨胀系数的测量.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《大学物理实验金属线膨胀系数的测量.doc(6页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、(1314实验室)金属线膨胀系数的测量 绝大多数物质都具有“热胀冷缩”的特性,这是由于物体内部分子热运动加剧或减弱造成的。这个性质在工程结构的设计中,在机械和仪器的制造中,在材料的加工(如焊接)中,都应考虑到。否则,将影响结构的稳定性和仪表的精度。考虑失当,甚至会造成工程的损毁,仪表的失灵,以和加工焊接中的缺陷和失败等等。一 实验目的学习测量金属线膨胀系数的一种方法。二实验仪器金属线膨胀系数测量实验装置、FT-RZT-I 数字智能化热学综合实验平台、游标卡尺、千分表、待测金属杆金属线膨胀系数测量的实验装置如图1所示内有加热引线和温度传感器引线接“上盘”隔热板恒温腔千分表可调顶紧螺旋千分表固定螺
2、钉图1FT-RZT-I 数字智能化热学综合实验平台面板如图2所示调零mVtX0.1KPaVAFT-RZT-I 数字智能化热学综合实验平台IB区C区D区A区 图2三实验原理材料的线膨胀是材料受热膨胀时,在一维方向的伸长。线胀系数是选用材料的一项重要指标。特别是研制新材料,少不了要对材料线胀系数做测定。固体受热后其长度的增加称为线膨胀。经验表明,在一定的温度范围内,原长为L的物体,受热后其伸长量L与其温度的增加量T近似成正比,与原长L亦成正比,即 L = (1)式中的比例系数称为固体的线膨胀系数(简称线胀系数)。大量实验表明,不同材料的线胀系数不同,塑料的线胀系数最大,金属次之,殷钢、熔凝石英的线
3、胀系数很小。殷钢和石英的这一特性在精密测量仪器中有较多的应用。几种材料的线胀系数材 料铜、铁、铝普通玻璃、陶瓷殷 钢熔凝石英数量级/约10约10210约10 实验还发现,同一材料在不同温度区域,其线胀系数不一定相同。某些合金,在金相组织发生变化的温度附近,同时会出现线胀量的突变。因此测定线胀系数也是了解材料特性的一种手段。但是,在温度变化不大的范围内,线胀系数仍可认为是一常量。为测量线胀系数,我们将材料做成条状或杆状。由(1)式可知,测量出时杆长L(一般,杆在时的长度L可以近似等于杆在常温时的长度)、受热后温度达时的伸长量L和受热前后的温度和,则该材料在(,)温区的线胀系数为: = (2)其物
4、理意义是固体材料在(,)温区内,温度每升高一度时材料的相对伸长量,其单位为。测线胀系数的主要问题是如何测伸长量L。而L是很微小的,如当L250mm,温度变化100,金属的a数量级为10时,可估算出L0.25mm。对于这么微小的伸长量,用普通量具如钢尺或游标卡尺是测不准的。可采用千分表(分度值为0.001mm)、读数显微镜、光杠杆放大法、光学干涉法。本实验中采用千分表测微小的线胀量。千分表是一种通过齿轮的多极增速作用,把一微小的位移,转换为读数圆盘上指针的读数变化的微小长度测量工具,它的传动原理如图3所示,结构如图4所示,千分表在使用前,都需要进行调零,调零方法是:在测头无伸缩时,松开“调零固定
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 大学物理 实验 金属线 膨胀系数 测量
限制150内