物理金属线膨胀系数测量实验报告
线胀系数实验报告
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。
金属棒线膨胀系数的测量 实验报告
金属棒线膨胀系数的测量实验报告一、实验目的本实验旨在通过一种精密的测量方法，测量金属棒在温度升高时的线膨胀系数。
线膨胀系数是金属材料的重要物理性质之一，对于许多工程应用和科学研究都具有重要意义。
通过本实验，我们可以更深入地理解金属的物理性质，为相关领域的实际应用提供准确的参数。
二、实验原理线膨胀系数是表示金属材料在温度升高时长度增加的物理量。
根据热胀冷缩原理，当温度升高时，金属棒的长度会增大，而当温度降低时，金属棒的长度会减小。
线膨胀系数可以用下式表示：α = (L2 - L1) / (L1 * ΔT)其中，L1 和L2 是金属棒在温度为T1 和T2 时的长度，ΔT 是温度变化量。
本实验中，我们通过高精度的测量仪器，测量金属棒在受热和受冷两种状态下的长度，并计算出线膨胀系数。
三、实验设备加热炉：用于加热金属棒。
光学显微镜：用于测量金属棒的长度。
热电偶：用于测量加热炉内的温度。
数字万用表：用于测量和记录数据。
四、实验步骤在光学显微镜下，测量金属棒在室温下的长度，并记录数据。
将金属棒放入加热炉中，用热电偶测量炉内温度。
慢慢加热金属棒，并每隔5摄氏度记录一次金属棒的长度。
将数据记录在数字万用表上。
在金属棒完全冷却后，再次测量其长度，并记录数据。
使用公式计算金属棒的线膨胀系数。
五、实验结果以下是实验数据记录表：温度(摄氏度)室温下长度(mm)加热后长度(mm)冷却后长度(mm)根据上述数据，我们计算出金属棒的线膨胀系数为(L2 -L1) / (L1 * ΔT) = 0.005/摄氏度。
六、结果分析从实验结果可以看出，金属棒的线膨胀系数为0.005/摄氏度。
这表明当温度升高时，金属棒的长度会增加。
这是由于金属内部的原子在热能的作用下变得更加活跃，导致原子间的间距增大，进而引起金属棒的长度增加。
这个结果与理论预期相符。
此外，我们还可以观察到，随着温度的升高，金属棒长度的增加量逐渐增大。
这说明金属材料的线膨胀系数是随着温度的升高而增大的。
金属线膨胀系数测量实验报告
金属线膨胀系数测量实验报告实验原理：当物体温度升高或降低时，物体的体积或长度也会发生相应的变化，这种现象称为热膨胀。
物体的热膨胀量与温度差、物体材料有关。
热膨胀实验是通过实际测量物体的长度随温度的变化来确定物质的膨胀系数。
实验仪器：恒温水浴，数字万用表，金属线，刻度尺，毫升筒实验步骤：1、实验前要确认金属线的材料、长度和直径，将金属线插入恒温水浴中。
2、加热水浴，记录每隔5℃时金属线的长度和温度，直至金属线的长度接近膨胀极限。
3、每次记录时，应将金属线充分置于水浴中，避免环境温度对实验结果产生影响。
4、分别测量金属线的直径并计算出平均值，根据公式计算出金属线的膨胀系数，并比较不同材料金属线的膨胀系数。
实验数据及处理：材料：黄铜长度：82cm 直径：0.1cm温度（℃）长度（cm）20 81.925 82.230 82.535 82.940 83.2长度变化量ΔL=L-L0=0.3cmΔT=35℃-20℃=15℃α=(ΔL/L0)/ΔT=0.18×10^-5/℃以同样的方法测量了不同材料金属线的膨胀系数，结果如下：材料铁铜钢膨胀系数12×10^-6/℃ 17×10^-6/℃ 10×10^-6/℃实验结论：通过实验数据的测量和处理，依据公式计算，各种金属线的膨胀系数不同，但一般都是10^-5/℃数量级。
黄铜的膨胀系数约为0.18×10^-5/℃。
金属线的膨胀系数与材料有关，比较黄铜、铁、铜、钢的膨胀系数可发现，不同材料的膨胀系数差异较大。
黄铜的膨胀系数较大，而钢的膨胀系数相对较小。
金属线膨胀系数的测量实验报告
金属线膨胀系数的测量实验报告在这个科技日新月异的时代，我们每天都在与各种高科技打交道，但有时候，一些看似简单的物理现象却让我们大开眼界。
今天，就让我们一起来聊聊那个既神秘又有趣的话题——金属线膨胀系数的测量。
我们要明确什么是膨胀系数。
简单来说，就是物质在温度变化时长度变化的度量。
对于金属来说，这个系数可是个了不得的大家伙，它决定了金属在受热或者冷却时会不会“膨胀”或“收缩”。
想象一下，如果金属线能像弹簧一样伸缩自如，那可真是太神奇了！那么，如何测量这个神奇的膨胀系数呢？别急，跟着我一起动手做，你就明白了。
第一步，我们需要准备一根细细的金属线和一把尺子。
就像我们小时候玩的弹弓一样，金属线就是我们的“弹弓”，而尺子就是用来测量距离的工具。
第二步，我们把金属线一端固定在一个稳定的支架上，就像给弹弓装上一个稳固的底座。
然后，我们用尺子轻轻地拉起另一端，就像给弹弓加上一个力量。
在这个过程中，我们要注意观察金属线的变化，就像看一场精彩的表演一样。
第三步，当金属线被拉得越来越长的时候，我们要用尺子记录下来它的伸长量。
这个过程就像是在记录一个数据，就像我们在考试中答对了一道难题，心里美滋滋的。
第四步，当金属线被放回原处的时候，我们同样要用尺子测量出它的初始长度。
就像我们在玩游戏的时候，赢了一局之后要记得自己的起点一样。
第五步，接下来，我们要计算金属线的伸长率，也就是伸长量除以初始长度。
这个数值就是我们要找的膨胀系数。
就像我们在算数学题的时候，把答案写在纸上一样。
第六步，我们要把这个膨胀系数告诉别人，就像我们在分享一个秘密一样。
别人听了之后可能会觉得很有趣，也可能会觉得有点惊讶，毕竟这可不是我们平时能接触到的东西。
通过这次实验，我们不仅学会了如何测量金属线膨胀系数，还感受到了科学的魅力。
就像我们小时候喜欢玩泥巴一样，虽然脏兮兮的，但那份快乐是无价的。
所以，下次当我们遇到类似的问题时，不妨也动手试试吧！。
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。
金属线膨胀系数的测量实验报告
金属线膨胀系数的测量实验报告1. 引言大家好，今天咱们聊聊一个既有趣又有点小挑战的实验——金属线膨胀系数的测量。
说到膨胀系数，可能有人会觉得这听起来像是物理学的“黑洞”，其实它一点也不神秘。
简单来说，金属膨胀系数就是当金属受热时，它的长度会发生怎样的变化。
实验的目的是为了找出不同金属的膨胀系数，看看哪个金属最“能忍”，哪个金属最容易变长。
咱们做这个实验，就像是给这些金属进行一次“体检”，看看它们在热胀冷缩这条路上表现如何。
2. 实验材料和步骤2.1 实验材料首先，咱们需要一些基本的材料。
咱们的主角是几根不同的金属线，比如铁线、铜线和铝线。
这些金属线就像是咱们实验的“演员”，每种金属都有它自己的特性。
除此之外，还需要一个高精度的测量工具，最好是游标卡尺，因为这玩意儿可得精确到小数点后几位。
还有温度计，咱们可得精确测量温度，不然实验结果就成了“无根之谈”。
2.2 实验步骤好啦，咱们正式开始实验吧！首先，把每根金属线的长度测量出来，记住这个长度就像是它的“身份证号”。
然后，把金属线固定在一个支架上，像安放一根“铁杵”一样。
接着，用加热装置慢慢升温，观察金属线的变化。
别着急，慢慢加热，以免搞得一团糟。
当温度升高时，咱们得定时用游标卡尺重新测量金属线的长度。
最后，降温后再测量一遍，看看金属线的长度有没有恢复到原来状态。
这样一来，就能通过比较不同金属线的长度变化，计算出它们的膨胀系数。
3. 实验结果与分析3.1 数据记录在实验过程中，咱们记录了每种金属线的长度变化。
比如，铜线可能比铁线膨胀得更多，铝线则可能最能“忍耐”。
这些数据就像是咱们金属线的“成长日记”，每一点变化都记录下来了。
通过这些数据，咱们可以计算出每种金属的膨胀系数。
这个过程有点像是在解数学题，但只不过是给金属“加点温暖”，看它们怎么反应。
3.2 结果分析分析结果时，咱们得先搞清楚什么是膨胀系数。
简单来说，就是单位温度变化下，金属长度的变化量。
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、学会使用千分表测量微小长度的变化。
2、掌握用光杠杆法测量金属棒的线胀系数。
3、观察金属受热膨胀的现象，加深对热膨胀规律的理解。
二、实验原理固体受热时会发生长度的伸长，这种现象称为线膨胀。
设固体在温度为$t_1$时的长度为$L_1$，温度升高到$t_2$时的长度为$L_2$，则固体在温度区间$（t_2 t_1)＄内的平均线胀系数$＼alpha$定义为：＼＼alpha ＝＼frac{L_2 L_1}｛L_1(t_2 t_1)｝＼由于长度的变化量$＼Delta L ＝ L_2 L_1$通常很小，难以直接测量，本实验采用光杠杆法将微小的长度变化量放大进行测量。
光杠杆是一个带有可旋转的平面镜的支架，其结构如图 1 所示。
平面镜固定在一个三脚支架的一端，三脚支架的另两个脚与一个等腰直角三角形的底边重合，而三角形的直角顶点处装有一个能沿金属棒长度方向自由移动的尖头，尖头与金属棒接触。
当金属棒受热伸长时，带动光杠杆的尖头移动，使光杠杆绕其前两脚尖的连线转动一微小角度$＼theta$，从而使反射光线转过$2\theta$的角度。
设开始时望远镜中叉丝横线对准的刻度为$n_1$，当光杠杆转动$＼theta$角后，叉丝横线对准的刻度为$n_2$，则望远镜中标尺读数的变化量为$＼Delta n ＝ n_2 n_1$。
根据几何关系可得：＼＼tan 2\theta ＼approx 2\theta ＝＼frac{＼Delta n}｛D}＼其中，＄D$为望远镜到光杠杆平面镜的距离。
又因为$＼theta$很小，所以有：＼＼tan ＼theta ＼approx ＼theta ＝＼frac{＼Delta L}｛b}＼其中，＄b$为光杠杆后脚尖到两前脚尖连线的垂直距离。
联立以上两式可得：＼＼Delta L ＝＼frac{b}｛2D}＼Delta n＼将上式代入线胀系数的定义式中，可得：＼＼alpha ＝＼frac{1}｛L_1(t_2 t_1)｝＼cdot ＼frac{b}｛2D}＼Delta n＼三、实验仪器1、线胀系数测定仪：包括加热装置、金属棒、光杠杆、望远镜和标尺。
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实验 （七） 项目名称：金属线膨胀系数测量实验
一、实验目的
1、学习测量金属线膨胀系数的一种方法。
2、学会使用千分表。
二、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：
t L L ∆••α=∆ （1） 式中的比例系数α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、熔融石英的线胀系数很小。
殷钢和石英的这一特性在精密测量仪器中有较多的应用。
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。
另外还发现线膨胀系数与材料纯度有关，某些材料掺杂后，线膨胀系数变化很大。
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 、受热后温度从1t 升高到2t 时的伸长量L ∆和受热前后的温度升高量t ∆(12t t t -=∆)，则该材料在) , (21t t 温度区域的线胀系数为：)
t L (L ∆•∆=
α（2）
其物理意义是固体材料在)t , t (21温度区域内，温度每升高一度时材料的相对伸长量，其单位为1
)C (-。
测量线胀系数的主要问题是如何测伸长量L ∆。
我们先粗估算一下L ∆的大小，若
mm 250L =,温度变化C 100t t 012≈-，金属的α数量级为105)C (10--⨯，则估算出
mm 25.0t L L ≈∆••α=∆。
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mm 001.0）、读数显微镜、光杠杆放大法、光学干涉法等方法。
本实验用千分表（分度值为mm 001.0）测微小的线胀量。
三、实验主要仪器设备和材料
四、实验内容和步骤
1．把样品空心铜棒、铝棒安装在测试架上。
在室温下用米尺重复测量金属杆的原有长度3~2次，记录到表1中，求出L 原有长度的平均值。
2．安装好实验装置，连接好加热皮管，打开电源开关，以便从仪器面板水位显示器上观察水位情况。
水箱容积大约为ml 750。
3.加水步骤:先打开机箱顶部的加水口和后面的溢水管口塑料盖，
用漏斗从加水口往统内加水，管路中的气体将从溢水管口跑出，直到系统的水位计仅有上方一个红灯亮，其余都转变
为绿灯时，可以先关闭溢水管口塑料盖。
接着可以按下强制冷却按钮，让循环水泵试运行，由于系统内可能存在大量气泡，造成水位计显示虚假水位，只有利用循环水泵试运行过程，把系统内气体排出，这时候水位下降，仪器自动保护停机。
因此，在虚假水位显示已满的情况下，采用反复启动强制冷却按钮,利用循环水泵的间断工作把管路中的空气排除,即启动强制冷却按钮→自动停机→再加水的反复过程，直到最终系统的水位计稳定显示，水位计只剩上方一个红灯未转变为绿灯，此时必须停止加水，以防水从系统溢出，流淌到实验桌上。
接下来即可进行正常实验，实验过程中发现水位下降，应该适时补充。
4．设置好温度控制器加热温度，一般加热温度设定值应该比金属管所需要的实验温度值高
C 5~10，具体可根据温度的高低，决定温度提高量。
5．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。
将千分
尺装在被测介质铝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，
6．正常测量时，可以把不测量的测件的水龙头关闭，可节约能源，缩短加热时间。
实验时，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C 500左右)，观察水温和被测金属管温度的变化，直至金属管温度等于所需温度值（C 350）。
7．测量并记录数据：
当被测介质温度为C 0
35时，读出千分表数值35L ，记入表2中。
接着在温度为
C
70 ,C 65 ,C 60 ,C 55 ,C 50 ,C 45 ,C 400000000时，记录对应的千分表读数
70
656055504540 , , , , , ,L L L L L L L
8．
用逐差法求出温度每升高C 50金属棒的平均伸长量，由（2）式即可求出金属棒在（C 350
，C 700）温度区间的线膨胀系数。
五、实验数据处理与分析
2． 数据记录2：
计算铝α =)(t L L ∆•∆
=105)(100.2--⨯C
4．附几种纯金属材料的线膨胀系数：
物质名称 温度范围（C 0
） 线膨胀系数1
6
)C ( 10--⨯
纯 铝 100~0 8.23 纯 铜 100~0 1.17
由于材料提炼和加工的难度，例如纯铝几乎无法进行机械加工，所以一般使用的材料多非纯金属，所以以上参数并非标准数据。
而实际使用的金属材料的线膨胀系数比纯金属要小
%15~%10，铜合金约为105)C (104.1--⨯，铝合金约为105)(100.2--⨯C ，供参考。
六、问题与讨论
1. 该实验的误差来源主要有哪些？ 答：一、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。
二、测量仪器的不精密。
三、金属线本身重量对金属产生拉伸作用。
2. 如何利用逐差法来处理数据？
答：用不同温度多次测量记录，做图。
3. 利用千分表读数时应注意哪些问题，如何消除误差？ 答：（1）测量前,必须把千分表固定在可靠的表架上,并要夹牢;要多次提拉千分表的测杆放下测杆与工件接触,观察其重复指示值是否相同。
（2）为了保证测量精度,千分表测杆必须与被测工件表面垂直,否则会产生误差。
（3）测量时,可用手轻轻提起测杆的上端后,把工件移至测头下,不准把工件强行推入测量头下,更不准用工件撞击测头,以免影响测量精度和撞坏千分表。
为了保持一定的起始测量力,测头与工件接触时,测杆应有0.3~0.5mm 的压缩量。
（4）为了保证千分表的灵敏度,测量杆上不要加油,以免油污讲入表内；正确测量，正确读数，多次测量，建立误差补偿来消除误差。
4．千分表的读书应保留多少位有效数据？
答：实际测量值等于小表盘读数加答表盘读数，应读到最小刻度0.001mm 的下一位，若以毫米为单位，有效数据应读到小数点的后四位。