线胀系数
线胀系数
物理实验报告——线胀系数
【实验目的】1.学会用千分表测量金属杆长度的微小变化
2.测量金属杆的线膨胀系数
【实验原理】绝大多数固体材料，其长度随温度的升高而增加，这一现象称为线膨胀。
∆L=αL∆t
α＝(L2-L1)/L1(t2-t1)
【实验仪器】加热箱（带千分表）；恒温控制仪
【实验步骤】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.测出金属杆长度L1（400mm），使其一端与隔热顶尖紧密接触。
3.调节千分表带锯而额头的测量杆，使其刚好与金属杆的自由端接触，记下此时千分表的读数n1.
4.接通恒温控制仪的电源，设定温度，起始30℃，每隔3℃读一次读数，同时读出千分表示数，相应读数t2,t3,t4....n2,n3,n4.....记录在表格。
5.金属杆各时刻上升的温度是t2-t1,t3-t2....相应的伸长量是
n2-n1,n3-n2....,则公式可表示为n n-n1=αL1(t n-t1)
即α=（n n-n1）/L1（t n-t1）=∆n/L1∆t
由此可知，可通过作图求斜率算出α.
由图斜率得到α≈1.27×10﹣5 ℃﹣1
【实验结论】此金属线膨胀系数约为1.27×10﹣5℃﹣1。
金属线胀系数的测定实验报告
金属线胀系数的测定实验报告实验报告的第一部分，咱们得聊聊金属线的热胀冷缩。
相信大家都听过一句话：“物理是生活的百科全书。
”没错，金属线的膨胀系数就是其中的一个小小章节。
我们想知道，金属在温度变化时到底会发生什么？它是怎么变化的？为什么它会变长、变短？这一切都跟“热胀冷缩”有关。
1.1 实验目的首先，实验的目的很简单。
我们要测定不同金属的线胀系数。
这就像在做一道菜，得知道每种材料的比例，才能做出美味的佳肴。
通过测量金属线在加热和冷却过程中的长度变化，咱们可以算出它的线胀系数。
这样一来，咱们对金属的物理特性有了更深的了解。
1.2 实验原理那么，线胀系数是什么呢？简单来说，线胀系数是单位长度的金属在温度变化时所引起的长度变化量。
听起来有点拗口，其实意思很明了。
咱们用公式来表示：α = ΔL / (L0 ΔT)。
这个公式中的每个符号都有它的意义。
ΔL是长度的变化，L0是初始长度，ΔT是温度的变化。
数学总是能帮我们理清头绪。
接下来，我们进入实验的第二部分。
准备工作可得好好做。
材料准备好后，我们就开始加热实验。
2.1 实验材料用到的材料包括不同类型的金属线，比如铝、铜和铁。
这几种金属各有特色。
铝轻盈，铜导电性好，铁则结实耐用。
这就像是一场金属界的聚会，每种金属都带着自己的个性登场。
2.2 实验步骤实验步骤相对简单。
首先，把金属线的两端固定在夹具上。
然后，用热水或者火焰来加热金属线。
这个时候，大家可以观察到金属线慢慢变长。
真的是让人兴奋，像是看着一棵植物悄悄发芽。
在加热的过程中，咱们要不断测量它的长度变化。
温度变化越大，长度变化越明显。
大家可以随时记录下这些数据，最后会发现规律。
2.3 数据记录与处理在记录数据的时候，耐心是关键。
一定要仔细，不要漏掉任何一个数字。
最终我们将这些数据整理成表格。
通过计算，得出每种金属的线胀系数。
这个过程就像拼拼图，拼出最后的完整图案，心里那种成就感，真的是棒极了！实验的第三部分是分析与讨论。
金属线胀系数的测量
金属线胀系数的测量1.引言金属材料在物理环境的变化下会产生热胀冷缩的效应，因此，在工业生产和实验研究中要考虑到材料的热膨胀性能。
其中，线膨胀系数是衡量物质在长度方向上的热膨胀的指标。
本文探讨了金属线胀系数的测量方法及其应用。
2.线膨胀系数的定义和计算公式线膨胀系数是指材料在温度变化下单位长度的变化量，通常用α表示。
线膨胀系数可以根据材料的特性来计算，具体计算公式如下：α=ΔL/(L0×ΔT)其中，ΔL表示线材的长度变化量，L0表示线材的初始长度，ΔT表示温度的变化量。
线膨胀系数的单位通常是m/m °C。
3.1 编织网法编织网法是一种相对简单的测量线膨胀系数的方法。
具体操作如下：①先制作一块编织网，其网孔大小应该适合于线膨胀系数的测量。
编织网可用铜网或不锈钢网制作。
②将待测样品嵌入编织网中，并将两端固定在支架上。
③取一个温度计将其固定在样品的中央位置。
④将样品和温度计放入恒温器中，升温至所需温度，使样品达到稳态。
⑤记录样品的长度变化量和温度变化量。
⑥根据线膨胀系数的计算公式计算材料的线膨胀系数。
3.2 拉伸法拉伸法需要使用精密的仪器和设备，比编织网法的测量精度要高。
具体操作步骤如下：①将待测样品插入到仪器的卡槽中，两端各钳紧一个夹具。
②加热样品，同时保持夹具上下的温度相同。
③在进行加热的同时，由于样品被卡在夹具中，因此在材料的线膨胀系数作用下，样品将在长度方向上扩张。
3.3 差异法①将两根相同的样品A和B固定在两个不同的支架上，相隔一段距离，保证两个试样上下温度相等。
②用导线将两个样品连接到直流稳压源上，将其通过电路连接起来。
③在稳定的电流过程中，对试样进行加热，此时会存在两个样品长度的差异，通过测量差异长度就可以计算出材料的线膨胀系数。
4. 线膨胀系数的应用① 材料选择：根据材料的线膨胀系数，可以选择在升温或降温过程中性能更稳定的材料。
② 构件设计：针对长大膨胀系数较大的构件，在其设计中要考虑到升温对构件的影响。
关于线性膨胀系数在汽车注塑产品中的应用
关于线性膨胀系数在注塑产品中的应用线性膨胀系数（Coefficient of Linear Thermal Expansion，简称CLTE线胀系数）固体物质的温度每改变1摄氏度时，其长度的变化和它在O℃时长度之比，叫做“线膨胀系数"。
单位为1/开。
对于塑料产品来说是指温度升高1℃时，每1cm的塑料伸长的厘米数，若表示塑料在某一温度区间的线胀特性时，就称为平均线胀系数。
塑料的线性膨胀系数一般是钢材的10倍左右。
常用塑料的线性膨胀系数见下表：常见塑料的线性膨胀系数材料CTE(23-80℃):10-5/K 材料CTE(23-80℃):10-5/K PP 9.05 PA6 10-11PP-T20 8.281 PA66 7-10PP-T40 10.37 POM 14PP+EPDM-T20 8.682 PBT 13-16ABS 9.5 TPV 22.3PC+ABS 6.7 TPA 17PMMA 7 TPEE 17PC 6 TPU 9.65-11.1PC-HT 7 PES 0.55对于汽车装在车身钣金上的细长的塑料件来说这是一个不小的尺寸变化，如何保证其在高低温环境下的装配效果，结构和对线性膨胀系数的选择就很关键了。
下面是某车型下边梁护板的图片：其总长为2073毫米，总宽为153毫米，所选材质为PP+EPDM-T20,如果按冬天最低气温-20 ℃，夏天气温为30 ℃。
该产品是7月份试制完成并转产的，当时各方面的装配间隙面差都很好，且与钣金的贴合度很好。
但是到了冬天则装不上了，即使勉强能装上，前后端也会出现裂纹。
夏天装配效果冬天问题照片与钣金贴合不良，缝隙大短，对不齐裂纹夏天转产时气温大约30℃，根据装配效果我们认为当时尺寸与理论设计尺寸一致，那么到了-20 ℃的冬天则尺寸变化=2073 ×8.682×10-5×50≈9（-20-23℃的线膨胀系数按与23-80℃相当来计算）。
金属线胀系数的测定实验报告
金属线胀系数的测定实验报告一、实验目的1、学习用光杠杆法测量金属的线胀系数。
2、掌握千分表的使用方法。
3、学会对实验数据进行处理和误差分析。
二、实验原理固体受热时会发生膨胀，其长度的增加量与温度的升高量成正比。
设固体在温度为 t1 时的长度为 L1，温度升高到 t2 时的长度为 L2，线胀系数为α，则有：ΔL ＝ L2 L1 ＝αL1Δtα ＝（L2 L1) ／（L1Δt)式中，Δt ＝ t2 t1 为温度的变化量。
本实验采用光杠杆法测量微小长度的变化。
光杠杆是一个带有三个尖足的平面镜，前两尖足放在一个固定的平台上，后尖足置于被测微小长度变化的物体上。
当被测物体长度发生微小变化时，光杠杆将绕前两尖足的连线转动一个微小角度θ，反射光线将在远处的标尺上移动一段距离 n。
根据几何关系，可以得到：tanθ ≈ θ ＝ n ／ D又因为θ很小，所以有：ΔL ／ b ＝θ联立可得：ΔL ＝ n b ／ D将其代入线胀系数的表达式，可得：α ＝ n b ／（L1 Δt D)三、实验仪器1、线胀系数测定仪：由加热装置、待测金属棒、温度计等组成。
2、光杠杆及望远镜尺组：包括光杠杆、望远镜、标尺等。
3、千分表。
4、游标卡尺。
5、米尺。
四、实验步骤1、用米尺测量金属棒的长度 L1，在不同位置测量多次，取平均值。
2、用游标卡尺测量金属棒的直径 d，在不同位置测量多次，取平均值。
3、将光杠杆的前脚放在平台的凹槽中，后脚放在金属棒的顶端，使光杠杆平面镜与平台垂直。
4、调节望远镜，使其与光杠杆平面镜等高，并能看到平面镜反射的标尺像。
5、记录望远镜中标尺的初始读数 n1 。
6、打开加热装置，缓慢升温，每隔一定温度（如 10℃）记录一次温度t 和望远镜中标尺的读数n ，直到温度升高到一定值（如80℃）。
7、关闭加热装置，待金属棒冷却后，再次测量金属棒的长度L2 。
五、实验数据记录与处理1、金属棒长度的测量｜测量次数|1|2|3|4|5|平均值|｜｜｜｜｜｜｜｜｜L1（cm）｜＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|2、金属棒直径的测量｜测量次数|1|2|3|4|5|平均值|｜｜｜｜｜｜｜｜｜d（cm）｜＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|3、温度和标尺读数的记录｜温度 t（℃）｜10|20|30|40|50|60|70|80|｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜标尺读数 n（cm）｜＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|＿____|4、数据处理（1）计算金属棒的平均直径 d ＝（d1 ＋ d2 ＋ d3 ＋ d4 ＋ d5）／5 。
线胀系数预实验报告
线胀系数预实验报告1. 引言线胀系数是物体在温度变化时线膨胀的度量，它是工程设计与施工中重要的考虑因素之一。
线胀系数实验旨在测量不同材料在不同温度下的线胀系数，以便在实际工程中能够选择合适的材料进行使用。
本实验旨在通过预试验来对不同材料的线胀系数进行初步测量。
2. 实验目的- 理解和掌握线胀系数的概念和计算方法；- 了解不同材料的线胀系数在不同温度下的变化规律；- 掌握线胀系数实验的基本操作和数据处理方法。
3. 实验原理线胀系数的计算公式为：ΔL = α* L * ΔT，其中ΔL为长度变化量，α为线胀系数，L为原始长度，ΔT为温度变化量。
本实验使用传统的测量方法，通过直尺测量不同材料在不同温度下的长度变化量，然后根据公式计算出线胀系数。
4. 实验仪器和试样- 仪器：温度计、直尺；- 试样：选取钢材、铜材和铝材各一根作为试样。
5. 实验步骤1. 将试样分别置于恒定温度的环境中，记录环境温度T1；2. 使用直尺测量试样的长度L1；3. 将试样从环境中取出，迅速测量试样的温度T2和长度L2；4. 计算温度变化量ΔT = T2 - T1，长度变化量ΔL = L2 - L1；5. 根据线胀系数公式计算线胀系数α= ΔL / (L * ΔT)。
6. 数据处理根据实验步骤得到的数据，可以计算出不同材料在不同温度下的线胀系数。
通过绘制线胀系数随温度变化的曲线图，可以分析不同材料的线胀规律。
7. 结果与讨论经过实验测量和数据处理，我们得到了不同材料在不同温度下的线胀系数。
通过绘制曲线图，我们发现钢材的线胀系数相对较大，铜材次之，铝材最小。
这与材料的热膨胀性质相符合。
同时，我们还观察到线胀系数随温度变化的规律。
在温度较低时，线胀系数随温度的增加呈现出线性增长趋势；当温度较高时，线胀系数的增长趋势逐渐减缓，甚至趋于平缓。
这与热力学理论相一致，温度越高，材料分子的热运动越剧烈，导致线胀系数增长速度减缓。
8. 实验结论通过线胀系数预试验，我们初步测量了不同材料在不同温度下的线胀系数，并通过曲线图观察到了不同材料的线胀规律。
实验7 线胀系数实验报告(参考)
实验7 线胀系数实验报告(参考)摘要本实验通过测量不同长度的钢杆在不同温度下的长度变化，得到了钢杆的线胀系数，并计算了不同温度下钢杆的长度变化量和相应的线胀系数。
实验结果表明，在温度升高的情况下，钢杆的长度逐渐增加，线胀系数也逐渐升高，且钢杆的变化量和线胀系数呈现了线性关系。
本实验的结果可以为工程技术实践提供参考。
引言在工程技术实践中，了解物体的热胀冷缩特性对材料的选择、设计和工程计算等都有着重要的意义。
线胀系数是指在恒定压力下，物体在温度变化时单位长度的变化量，是研究物体的热胀冷缩特性的重要参数。
本实验通过测量钢杆在不同温度下的长度变化，得到其线胀系数，并分析其影响因素和变化规律。
实验原理线胀系数是指物质在温度变化时，单位长度的变化量。
在恒定压力和恒定温度下，线胀系数的计算公式可表示为：α=L/L0ΔT式中，α为线胀系数，L为杆体随温度升高而增加的长度，L0为杆体的原始长度，ΔT为温度变化量。
实验方法1. 实验器材（1）钢杆：直径为10mm，长度为120mm；（2）恒温水浴：能够设置不同温度，精度为±0.2℃；（3）卡尺：测量钢杆的长度；（4）温度计：测量水浴中的温度。
2. 实验步骤（2）将钢杆置于恒温水浴中，使其温度达到设定温度。
（3）待钢杆温度稳定后，再次用卡尺测量钢杆长度L。
（4）重复步骤（2）和（3），分别将温度设定为25℃、30℃、35℃、40℃、45℃和50℃，各测量3次，并求出平均值。
（5）根据实验数据，计算出不同温度下钢杆的线胀系数。
实验结果与分析实验数据如下表所示：| 温度/℃ | 长度变化量L/mm | 平均长度变化量L/mm | 线胀系数α/℃-1 ||---------|----------------|------------------|----------------|| 25 | 0 | 0 | 0 |根据实验数据，可以得出不同温度下钢杆的长度变化量和线胀系数的变化规律，如下图所示：图1 不同温度下的长度变化量和线胀系数通过图1可以得出以下结论：1. 钢杆在温度升高的情况下，其长度变化量逐渐增加，且呈现线性关系。
铜的线膨胀系数
铜的线膨胀系数一、导言铜是一种常见的金属材料，具有良好的导电和导热性能，在许多领域广泛应用。
然而，随着温度的变化，铜材料也会发生线膨胀现象。
本文将深入探讨铜的线膨胀系数，解释其原理，并讨论其在工程设计中的重要性。
二、铜的线膨胀现象物体在温度变化时，由于分子的热运动，内部结构发生变化，从而导致体积的改变。
这种现象被称为热膨胀，而在线性方向上的膨胀称为线膨胀。
铜材料也受到温度变化的影响，会发生线膨胀现象。
三、铜的线膨胀系数的定义线膨胀系数是衡量铜材料在线性方向上膨胀程度的物理量。
一般用α表示，定义为单位温度变化引起的单位长度变化。
线膨胀系数的单位为℃^-1（摄氏度的倒数）。
3.1 线膨胀系数的计算方法线膨胀系数的计算方法如下所示：α = (ΔL / L0) / ΔT其中，α表示线膨胀系数，ΔL表示长度变化量，L0表示初始长度，ΔT表示温度变化量。
3.2 铜的线膨胀系数值铜的线膨胀系数随温度的变化而变化，在不同温度范围内的线膨胀系数值也不同。
以下是常见温度范围内铜的线膨胀系数的取值范围：•20℃到100℃范围内，铜的线膨胀系数约为0.0091℃^-1 到0.0094℃^-1。
•20℃到300℃范围内，铜的线膨胀系数约为0.0125℃^-1 到0.0128℃^-1。
•20℃到500℃范围内，铜的线膨胀系数约为0.0161℃^-1 到0.0165℃^-1。
四、铜的线膨胀系数的应用铜的线膨胀系数在工程设计中具有重要的应用价值。
以下是一些常见的应用场景：4.1 热胀冷缩补偿装置由于铜材料的线膨胀现象，当铜材料长时间受到高温热膨胀后，如果突然暴露在低温环境中，会发生冷缩，从而引起应力集中和变形。
为了避免这种情况的发生，常常采用热胀冷缩补偿装置来解决。
该装置由铜制零件和其他材料制成，通过利用铜的线膨胀系数，使铜材料在高温膨胀时能够自由伸展，在低温冷缩时能够收缩，从而达到补偿的效果。
4.2 铜管的安装与固定在管道系统中，铜管的线膨胀系数的考虑是非常重要的。
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• 金属线的长度d的表达式为: • d =L/l×λ/2 (3) • 该表达式中;L为两平面玻璃片的交线到金属
丝边缘的距离;l为两相邻的明条纹(或暗条 纹)之间的距离;λ为入射光波长。当金属线 受热后,l会减小,条纹变密,由此可以计算出 金属线受热后的伸长量Δd,进而计算出金属 线胀系数α。
• 本实验用到以下仪器:劈尖仪,黄铜丝a和 • b(a和b直径不同,文中黄铜丝c的数据由a和b • 数据运算而得)温度计,远红外加热器,热电
用劈尖干涉测金属线胀系数
1.实验原理 在一定的温度范围内，金属线胀系数是 一个常量，其表达式：
该表达式中,温度为t℃时,金属线的长为 d;温度行单色光垂直入射时,在空气劈尖(n≈1)上下两表面所引 • •
起的反射光线为相干光,在劈尖厚度为e处的两光线的光程差 δ=2e+λ/2,暗纹条件为: δ=2e+λ/2= (2k+1)/λ2 k =0,1,2……(2) 任何两个相邻的暗条纹间所对应的空气膜厚度差：