线胀系数实验报告
固体线膨胀系数的测定实验报告
固体线膨胀系数的测定实验报告
目录
1. 实验目的
1.1 实验原理
1.1.1 线膨胀系数的概念
1.1.2 线膨胀系数的计算公式
1.2 实验器材
1.3 实验步骤
1.4 实验结果分析
1.5 实验结论
实验目的
通过测定固体线膨胀系数的实验，掌握固体在温度变化下的膨胀规律，了解物体在不同温度下的变化情况。
实验原理
线膨胀系数的概念
线膨胀系数是一个物体在单位温度变化下长度变化的比例系数，通常
表示为α。
线膨胀系数的单位为℃^-1。
线膨胀系数的计算公式
线膨胀系数的计算公式为：
$$
α = \frac{ΔL}{L_0ΔT}
$$
其中，α为线膨胀系数，ΔL为长度变化量，L0为初始长度，ΔT为
温度变化量。
实验器材
1. 物体（例如金属杆）
2. 尺子
3. 温度计
4. 烧杯
5. 热水
实验步骤
1. 测量物体的初始长度并记录为L0。
2. 将物体放入热水中，让其温度升高。
3. 使用温度计测量热水的温度变化ΔT。
4. 测量物体在热水中的长度变化量ΔL。
5. 根据公式计算出线膨胀系数α。
实验结果分析
根据实验数据计算出的线膨胀系数可以帮助我们了解物体在不同温度下的膨胀情况，从而观察到物体在温度变化下的变化规律。
实验结论
通过本次实验，我们成功测定了固体线膨胀系数，并对物体在温度变化下的膨胀规律有了更深入的了解。
这对于工程领域的材料选择和设计具有重要意义。
金属线膨胀系数的测定实验报告
金属线膨胀系数的测定实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过测定金属线的膨胀系数，探究金属在受热作用下的膨胀规律，并验证线性膨胀系数的概念。
二、实验原理。
金属在受热作用下会发生线性膨胀，其膨胀量与温度变化呈线性关系。
金属线的膨胀量可用以下公式表示：ΔL = αL0ΔT。
其中，ΔL为金属线的膨胀量，α为线性膨胀系数，L0为金属线的原始长度，ΔT为温度变化量。
三、实验器材。
1. 金属线。
2. 热水槽。
3. 温度计。
4. 尺子。
四、实验步骤。
1. 准备金属线，并测量其原始长度L0。
2. 将金属线固定在支架上。
3. 将热水倒入热水槽中，待温度稳定后，记录水温作为初始温度T1。
4. 将金属线放入热水中，测量金属线的膨胀量ΔL。
5. 记录金属线在热水中的最终温度T2。
6. 根据实验数据计算金属线的线性膨胀系数α。
五、实验数据记录。
1. 金属线原始长度L0 = 1m。
2. 初始温度T1 = 25°C。
3. 最终温度T2 = 75°C。
4. 金属线膨胀量ΔL = 5mm。
六、实验结果分析。
根据实验数据计算得到金属线的线性膨胀系数α为：α = ΔL / (L0ΔT) = 5mm / (1m × 50°C) = 1 × 10^-4 /°C。
七、实验结论。
通过本实验的测定和计算，验证了金属线在受热作用下会发生线性膨胀的规律，并得到了金属线的线性膨胀系数α。
实验结果表明，金属线的膨胀量与温度变化呈线性关系，膨胀系数是一个常数，可用于预测金属在不同温度下的膨胀量。
八、实验注意事项。
1. 在实验过程中要小心热水的温度，避免烫伤。
2. 测量金属线的膨胀量时要注意准确度，避免误差。
九、实验总结。
本实验通过测定金属线的膨胀量，验证了金属在受热作用下的线性膨胀规律，得到了金属线的线性膨胀系数α。
实验结果对于理解金属膨胀规律具有重要意义，也为工程应用提供了重要参考。
以上为金属线膨胀系数的测定实验报告。
线胀系数实验报告
线胀系数实验报告线胀系数实验报告一、实验简介线胀系数实验是通过对不同材料的热膨胀系数进行定量测量，以了解材料在不同温度下的热膨胀性能。
本次实验使用的是线胀系数测量仪，通过对标准样品的测量，找到合适的公式计算材料的线胀系数。
二、实验原理热膨胀系数（线胀系数）是指在一定温度范围内，物体长度、宽度、厚度等尺寸变化与温度变化的比率关系。
简单地说，就是物体长度增加或缩短的相对比例。
在实验中，测量样品材料的长度变化，通过计算得出材料的线胀系数。
三、实验步骤1.准备实验所需材料和设备，如线胀系数测量仪、毛细计、温度计等。
2.熟悉线胀系数测量仪的使用方法，通过对标准样品的测量，找到合适的公式，以计算材料的线胀系数。
3.选择样品，将其放置在仪器的样品架上，确保样品能够平稳地伸缩。
4.开启线胀系数测量仪，设置温度范围，并逐步升高温度。
5.在每个温度点上等待一段时间（通常为5-10分钟），直到样品的温度与环境温度达到平衡，然后开始进行测量。
6.记录实验数据，包括样品的长度、温度、环境温度等信息。
每个温度点上测量3次，取平均值。
7.完成所有温度点的测量后，根据公式计算材料的线胀系数。
四、实验结果本次实验选用了铝合金材料进行测试，结果如下表所示：温度（℃）长度变化（cm）线胀系数（1/℃）20 0.00 --40 0.0015 2.55e-560 0.0029 2.95e-580 0.0045 3.23e-5100 0.0060 3.33e-5120 0.0074 3.53e-5根据测量结果，可以得出铝合金材料的线胀系数为3.2e-5/℃左右。
五、实验总结通过本次实验，我们了解了线胀系数的概念、测量方法以及影响其大小的因素，同时也掌握了线胀系数测量仪的操作和数据处理方法。
该实验不仅让我们增加了对材料热膨胀性能的了解，更重要的是让我们掌握了实验的基本操作和数据处理方法，提升了我们的实验技能。
实验十三 金属线胀系数的测定
实验十三 金属线胀系数的测定实验目的1．研究固体受热膨胀后伸长量与其温度增加量的关系；2．学习用光杠杆测微小位移量的原理；3．掌握光杠杆和望远镜的调节方法；实验器材线胀系数测定仪（附光杠杆），尺读望远镜，钢卷尺，温度计（0～100℃，准确到0.1℃），游标卡尺，待测铜棒。
实验原理1．金属线胀系数的测定及其测量方法固体的长度一般是温度的函数，在常温下，固体的长度L 与温度t 有如下关系：L ＝L 0（1＋αt+βt 2+…） （13－1）式中L 0为固体在t ＝0℃时的长度,α、β…是和被测材料有关的常数，都是很小的数值。
而β以下各系数和α相比甚小，所以在常温下可以忽略则（13－1）可写成L ＝L 0（1＋αt ） （13－2）此处α就是通常所称的线胀系数，单位为℃－1。
设物体在t 1℃时的长度为L ，温度升到t 2℃时，其长度增加了ΔL 。
根据（13－2）式可以写出L ＝L 0（1＋αt 1） （13－3）L ＋ΔL ＝L 0（1＋αt 2） （13－4）从（13－3）、（13－4）式中消去L 0后，再经简单运算得112)(Lt t t L L ∆--∆=α （13－5）由于ΔL<<L ，故（13－5）可以近似写成)(12t t L L -∆=α （13－6）显然，固体线胀系数的物理意义是当温度变化1℃时，固体长度的相对变化值。
在（13－6）式中，L 、t 1、t 2都比较容易测量，但ΔL 很小，一般长度仪器不易测准，本实验中用光杠杆和尺读望远镜来对其进行测量。
关于光杠杆和尺读望远镜测量微小长度变化原理可以参考实验五。
2．实验装置待测金属棒直立在仪器的大圆筒中，光杠杆的后脚尖置于金属棒的上顶端，两个前脚尖置于固定平台的凹槽内。
设在温度t 1时，通过望远镜和光杠杆的平面镜，看到标尺上的刻度d 1恰好与目镜中十字横线重合，当温度升到t 2时，与十字横线重合的是标尺的刻度d 2，则根据光杠杆原理可得)(2)(1212t t D h d d --=σ （13－7）实验步骤(一)清理实验仪器线胀系数测定仪光杠杆尺度望远镜钢卷尺游标卡尺温度计待测铜棒(二)测量1．在室温下，用米尺测量待测金属棒的长度L三次，取平均值。
线膨胀系数测试实验数据
线膨胀系数测试实验数据哇塞，一听到“线膨胀系数测试实验数据”，是不是感觉有点头疼？嘿嘿，其实我一开始也是这样的。
前几天呀，我们在科学课上做了这个线膨胀系数测试实验。
老师把我们分成了好几个小组，我和我的好朋友小明、小红在一组。
实验一开始，老师就给我们拿来了好多奇奇怪怪的仪器，有长长的金属棒，还有那种测量长度的尺子，上面的刻度密密麻麻的，看得我眼睛都花啦！老师在讲台上叽里呱啦地讲着实验步骤，我心里直犯嘀咕：“这能行吗？”我们按照老师说的，先把金属棒小心翼翼地放在架子上，然后就等着加热。
这时候小明着急地说：“哎呀，怎么还不开始加热呀，急死我啦！”小红笑着说：“别着急别着急，心急吃不了热豆腐嘛！”终于开始加热啦，我们几双眼睛紧紧地盯着金属棒，感觉心都提到嗓子眼儿了。
随着温度一点点升高，金属棒居然真的开始变长啦！“哇，太神奇啦！”我忍不住叫了出来。
我们赶紧拿起尺子去测量，可这时候问题来了，测量的数据好像不太一样。
我测的和小明测的就有差别，这可怎么办呀？“难道是我们测量的方法不对？”我皱着眉头问。
小明挠挠头说：“不会吧，我觉得我测的没问题呀。
”小红在一旁想了想说：“要不咱们再重新测一次？”于是，我们又认认真真地测了一遍，这次的数据好像靠谱多了。
看着那些数字，我就像在看宝藏一样，心里想着：“这些数字到底能告诉我们什么秘密呢？”经过一番计算和对比，我们终于得到了线膨胀系数。
可这个系数到底意味着什么呢？就好像我们好不容易找到了一把钥匙，却不知道这把钥匙能打开哪扇门。
老师过来检查我们的数据，笑着说：“不错不错，但是还有些小问题需要注意哦。
”通过这次实验，我明白了科学可不是随随便便就能搞明白的，得细心、耐心，还得动脑子。
这就像盖房子，每一块砖都得放对地方，不然房子就会歪歪扭扭的。
我的观点是，这个线膨胀系数测试实验虽然有点难，但是太有趣啦！它让我看到了科学的神奇，也让我知道了做科学实验可不能马虎，得认认真真的。
我以后还要做更多这样的实验，去探索更多的科学奥秘！。
金属线膨胀系数的测定实验数据
金属线膨胀系数的测定实验数据金属线膨胀系数的测定实验数据，这可是个大学物理实验中的重头戏啊！今天，我就来给大家讲讲这个实验的一些趣事。
咱们得了解一下什么是金属线膨胀系数。
简单来说，就是金属线在高温下膨胀的程度。
这个系数可是关系到很多领域哦，比如航空航天、汽车制造等等。
所以，学会测定金属线膨胀系数，对于我们的日常生活和工作都是非常有帮助的。
那么，接下来我就带大家一步一步地来看看这个实验的过程吧。
我们需要准备一些材料，比如金属线、千分尺、温度计、烤箱等等。
然后，我们就可以开始测量了。
第一步，我们要先测量一下金属线的初始长度。
这一步可不能马虎哦，因为后面的测量结果都是基于这个初始长度的。
接着，我们要把金属线放入烤箱中进行加热。
这里的加热温度可不是随便设定的，得根据实验要求来定。
不过，不用担心，一般来说，我们都是在标准温度下进行的。
第二步，等到金属线达到预定温度后，我们就可以开始测量它的长度了。
这一步也是非常重要的，因为它直接关系到金属线膨胀后的长度。
我们可以用千分尺来测量金属线的长度，然后记录下来。
第三步，等金属线冷却下来后，我们再次用千分尺测量它的长度。
这时候，你可能会问：“两次测量的结果不一样怎么办？”别着急，这个问题其实很简单。
因为金属线在加热过程中是会发生膨胀的，所以第二次测量的结果会比第一次长一些。
这就是金属线膨胀系数的含义所在。
最后一步，我们就可以计算出金属线的膨胀系数了。
这个系数的计算公式很简单：(膨胀后长度初始长度) / 初始长度 * 1000。
当然啦，具体的计算过程还得根据实验数据来确定。
好了，经过这么一番折腾，我们终于得到了金属线的膨胀系数。
是不是感觉很有成就感呢？不过，这个实验也有一些小插曲哦。
比如说，有一次我在测量金属线的长度时，手一抖就把千分尺弄坏了。
当时我可真是心急如焚啊！好在最后还是想出了解决办法，才顺利完成了实验。
还有一次，我在加热金属线时，不小心把它烧焦了。
当时我可是傻眼了，不知道该怎么办才好。
实验十 金属线胀系数的测定
实验十金属线胀系数的测定一、实验目的通过实验，了解金属线的胀系数测定方法，掌握线胀系数的计算方法。
二、实验原理热胀冷缩是每种物质都具有的性质，所有物质在温度变化下都会发生体积变化。
当物体温度发生变化时，由于温度感应它的分子运动状态的密度和位置的改变，使得分子间的力发生变化，从而引起物体的长度变化。
热胀系数是衡量物质温度变化下线性尺寸变化的大小的比例系数。
线胀（线性热膨胀）是指物体在温度变化下的长度变化量。
所以，通过测量金属丝在温度变化下的长度变化量，可以计算出其线胀系数。
三、实验用具1. 热力学实验台（TDE2010型）2. 电阻练测器（WY8506）3. 温度计（PWT1206型）4. 紫铜丝（φ=0.1mm）5. 不锈钢杆（φ=6mm）6. 电热板7. 耐热玻璃筒8. 相机（可选）四、实验步骤1. 实验准备选择金属丝和不锈钢杆，在电热板上加热。
使用温度计测量热源温度，并确保温度稳定在80℃左右。
同时，在耐热玻璃筒中加水，使用温度计测量水温，确保温度稳定在20℃左右。
2. 实验操作（1）将金属丝绕在不锈钢杆上，并用导线连接电阻练测器。
（2）将导线连接至热力学实验台的传感器。
（3）调整热力学实验台的控制器，使其显示热源温度与水温度。
（4）将热力学实验台中的控制器设置为线性模式，并使金属丝受到一定的压力。
（5）开启电热板，以使热源温度升高。
（6）记录金属丝长度随时间的变化情况，并使用相机或手机拍摄实验现象。
（7）重复以上步骤，记录多组数据，以验证实验结果的准确性。
1. 数据分析α = ΔL / (LΔT)其中，α表示线胀系数；ΔL表示金属丝长度的变化量；L表示原始长度；ΔT表示温度变化量。
2. 计算过程温度ΔL(mm) L(mm) ΔT(℃) α20 0 100 0 030 0.07 100 10 2.333×10-540 0.12 100 20 6×10-550 0.19 100 30 9.5×10-560 0.24 100 40 1.2×10-4因此，金属丝的平均线胀系数为：α = (2.333+6+9.5+12) ×10-5 / 4 = 7.458 ×10-5六、实验注意事项1. 在实验过程中，确保温度的稳定、可比性和精确度。
线膨胀系数实验报告
专业：应用物理题目：线膨胀系数实验目的1、测量金属的线膨胀系数。
2、学习PID 调节的原理。
实验仪器金属线膨胀实验仪，ZKY-PID 温控实验仪，千分表实验原理线膨胀系数设在温度为t0 时固体的长度为L0，在温度为t1 时固体的长度为L1。
实验指出，当温度变化范围不大时，固体的伸长量△L= L1－L0 与温度变化量△t= t1－t0 及固体的长度L0 成正比，即：△L=αL0△t式中的比例系数α称为固体的线膨胀系数，由上式知：α=△L/L0•1/△t可以将α理解为当温度升高1△时，固体增加的长度与原长度之比。
多数金属的线膨胀系数在(0.8—2.5)×10-5/△之间。
线膨胀系数是与温度有关的物理量。
当△t 很小时，测得的α称为固体在温度为t0 时的微分线膨胀系数。
当△t 是一个不太大的变化区间时，我们近似认为α是不变的，测得的α称为固体在t0—t1 温度范围内的线膨胀系数。
在L0 已知的情况下，固体线膨胀系数的测量实际归结为温度变化量△t 与相应的长度变化量△L 的测量，由于α数值较小，在△t 不大的情况下，△L 也很小，因此准确地控制t、测量t 及△L 是保证测量成功的关键。
实验步骤1.设定从室温到60℃之间8 个温度点。
2.将第1 次温度达到平衡时的温度及千分表读数分别作为T0，l0。
3.温度的设定值每次提高ΔT，温度在新的设定值达到平衡后，记录当前温度T 及千分表读数于表中。
4.重复上述操作8次。
960.20.4845 39.9 0.3293L L T ∆=∆α0C /10)004.0644.1(5-⨯±=α分析与讨论通过查阅常用金属物理性能得，Cu 的线膨胀系数为C/101.65-5⨯=α，与实验测量值相对误差%36.0=η，误差很小，若排除测量仪器的问题，该误差可能来源于计算时对T0时铜管长度作了近似处理，由于无法直接准确测得铜管长度，同时长度又远大于伸长率，故此处将T0时长度近似为50cm 。
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时体积的比值。
材料的线胀系数的数据是工程设计所需考虑的重要参数之一，测
定固体的线膨胀系数有着重要的实际意义。
当两种材料焊接在一起时就要考虑膨胀系数是否相等或相近，否
则一旦温度改变,焊接处就会产生松动或断裂等问题。因此,必须对材
料的线膨胀系数进行测定。 设金属棒在温度 t0(0c)时的长度为 L0，当其温度上升到 t(0c)时,
5 .按下强制风冷按钮，开始降温，注意观察温度显示屏，当温 度从 69oC 降到 37oC 时，开始测铝管的线膨胀系数，重复操作实验内 容（2）、（3）、（4），注意：此时需将铝管对应的测温传感器信号输出 插座与测试仪的介质温度传感器插座相连接（红对红、黑对黑） ， 将 表二记录完整。
五、数据表格 表一：铜管线膨胀系数测定数据记录表
0
0.0348 0.0712 0.1004 0.1277 0.1484 0.1680 0.1937 0.2093
备注
o
铜管 37 C 的长度 L =500.5mm 0
表二：铝管线膨胀系数测定数据记录表
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
千分表读数 （mm）
o
温度/ C
L = 0.3085 0.3669 0.3911 0.4241 0.4649 0.5034 0.5466 0.5878 0.6072
七、问题讨论 1.该实验的误差来源主要有哪些?
共计有三点主要的：第一点也是最主要的一点就是温度的影响， 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。第 二点就是测量仪器的不精密。第三点就是金属线本身重量对金属产生 拉伸作用，比如输电网的电线就会受此影响，而放在地上的就不受影 响。
2.利用千分表读数应注意哪些问题?如何消除误差?
金属线膨胀系数测量
一、实验目的
1、学习并掌握测量金属线膨胀系数的一种方法。
2、学会用千分表测量长度的微小增量。
3、学会用图解法求出铜管和铝管的线膨胀系数
二、实验原理
固体的热胀冷缩是由于构成物质的原子或离子之间振动的平均
平衡位置随温度的变化而发生变化造成的。
温度升高（降低）
热运动加剧 （减慢）
原子间距增大（减小）
它的长度 Lt可由下式表示：
式中，α即为该物体的线膨胀系数（简称线胀系数） 将上式改写成：
线胀系数的测量 线胀系数是选材的一项重要指标，不同材料的线胀系数是不同
的，塑料的线胀系数最大，其次是金属，石英的线胀系数很小，因此， 石英多被用在精密测量仪器中。
下表给出了几种材料的线胀系数
（1）线胀系数 α 的物理意义 （2）测量线胀系数的关键：ΔL （3）估测 ΔL 大小：
若 L0=500mm， t-t0=1000c，α 的数量级为 10-5(0c)-1
则可估算出 ΔL=0.5mm 本实验采用千分表法（分度值为 0.001mm）测微小的长度变化 ΔL
三 实验仪器 FB712 型金属线膨胀系数测量仪实验装置如图 1、图 2 所示：
四、实验操作步骤 1.参照图 1，2 安装好实验装置，打开电源开关，从仪器面板水
3.正常测量时，按下加热按钮（高速或低速均可，但低速档由于 功率小，一般最多只能加热到 50ºC 左右，观察被测金属管温度的变 化。
4.测量并记录数据:当被测介质温度为 37ºC 时，读出千分表数值 L1,记入表一中。接着在温度 41ºC, 45ºC, 49ºC, 53ºC, 57ºC, 61ºC, 65ºC, 69ºC 时，分别记录对应的千分表读数。
热膨胀（冷缩）
各种材料的热胀冷缩的强弱是不同的，为了定量的描述固体材料
的热胀冷缩特性，在物理学中引进了膨胀系数的概念。
线膨胀：固体的线度随温度的升高而变化的现象（材料受热膨胀
时，在一维方向的伸长）。
体膨胀：无论物质是哪种（固体、液体或气体）形态的变化，都
称之为体膨胀。
体胀系数：物体的温度改变 1℃时，其体积的变化量和它在 0℃
1、将表固定在表座或表架上，稳定可靠。装夹指示表时，夹紧力不 能过大，以免套筒变形卡住测杆。 2、调整表的测杆轴线垂直于被测平面，对圆柱形工件，测杆的轴线 要垂直于工件的轴线，否则会产生很大的误差并损坏指示表。 3、测量前调零位。绝对测量用平板做零位基准，比较测量用对比物 （量块）做零位基准。 调零位时，先使测头与基准面接触，压测头 使大指针旋转大于一圈，转动刻度盘使 0 线与大指针对齐，然后把测 杆上端提起 1-2mm 再放手使其落下，反复 2-3 次后检查指针是否仍与 0 线对齐，如不齐则重调。 4、测量时，用手轻轻抬起测杆，将工件放入测头下测量，不可把工 件强行推入测头下。显著凹凸的工件不用指示表测量。 5、不要使测量杆突然撞落到工件上，也不可强烈震动、敲打指示表。 6、测量时注意表的测量范围，不要使测头位移超出量程，以免过度 伸长弹簧，损坏指示表。 7、不要使测头跟测杆做过多无效的运动，否则会加快零件磨损，使 表失去应有精度。 8、当测杆移动发生阻滞时，不可强力推压测头，须送计量室处理。 消除误差的方方法：正确测量、正确读数、多次测量、建立误差补偿。
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
千分表读数 L = 0.2525 0.2826 0.3240 0.3532 .3805 0.4012 0.4208 0.4465 0.4611
（mm）
1
o
温度/ C
t =37
41
45
1
49 53 57 61
65
69
△ti=ti-t1 0
4
8
12 16 20 24 28 32
△Li=Li-L1
1
t =37
41
45
49
53
57
61
65
69
1
△ti=ti-t1 0
4
8
12 16 20 24 28 32
△Li=Li-L1
0
0.0584 0.0826 0.1156 0.1564 0.1949 0.2381 0.2793 0.2987
备注
o
铝管 37 C 的长度 L =500.5mm 0
六、数据处理过程及结果、结论
位显示器上观察水位情况。 2.将铜管对应的测温传感器信号输出插座与测试仪的介质温度
传感器插座相连接（红对红、黑对黑）。将千分表装在被测介质铜管 的自由伸缩端固定位置上，使千分表测试端与被测介质接触，为了保 证接触良好，一般可使千分表初读数为 0.2mm 左右（即使千分表副 指针读数在 0.2mm 数值附近），把该数值作为初读数对待，不必调零。