实验12 线膨胀系数的测量实验报告

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。

线膨胀系数实验报告参考

线胀系数测量实验报告参考稿【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。

【实验仪器】FB712型金属线膨胀系数测量仪一台，千分表（1-0-0.001mm ）一个，待测铜管一根。

【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。

如图所示，待测铜管的线胀系数为：()t L L ∆∙∆=α 式中L 为温度为1t 摄氏度时的管长，L ∆为管受热后温度从1t 升高到2t 时的伸长量，t ∆为管受热前后的温度升高量 (12t t t -=∆) 。

该式所定义的线胀系数的物理意义是固体材料在()21t , t 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()1C -︒。

【实验内容和步骤】1．把样品铜管安装在测试架上。

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，用漏斗从加水口往系统内加水，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。

4．设置好温度控制器加热温度: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。

5．将铜管（或铝管）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铜管（或铝管）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，为了保证接触良好，一般可使千分表初读数为mm 2.0左右，只要把该数值作为初读数对待，不必调零。

(如认为有必要，可以通过转动表面，把千分尺主指针读数基本调零，而副指针无调零装置。

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。

线膨胀系数的测定--实验报告

温度升高使原子的热运动加剧从而使固体发生膨胀，设L0为物体在初始温度θ0下的长度，则在某个温度θ1时物体的长度为
当温度变化不大时α是一个常数，即
当温度变化较大时，α与Δθ有关可用与Δθ的多项式来描述:
其中a，b，c为常数。
在实际测量中，由于Δθ相对比较小，一般地，忽略二次方及以上的小量．只要测得材料在温度θ1至θ2之间的伸长量，就可以得到在该温度段的平均线膨胀系数：
线膨胀系数的测定实验报告固体线膨胀系数的测定金属线膨胀系数的测定粘滞系数测定实验报告导热系数测定实验报告传热系数测定实验报告沿程阻力系数测定实验局部阻力系数测定实验传热系数测定实验对流传热系数测定实验
沈阳城市学院
物理实验报告
实验题目
线膨胀系数的测定
姓名
学号
专业班级
实验室号
实验成绩
指导教师
实验时间
2015年4月14日
实栓使大圆盘的指针对准0刻度线，小圆盘指针在0.2刻度线。
2、接通温控仪，升温到75度，并记录20、25、30、35。。。到75度时的数据，设定达到最大值时开始降温，将主仪器的盖子打开散热，并记录75、70。。。到20度时的数据。
3、舍去前后波动的数据，取30-60度温度时的数据，并做图
被测铜棒:直径Φ8mm,长l=400mm铜的线膨胀系数理论值：1.70×10-5（℃）-1
请认真填写
数据处理、误差分析和实验结论
取30℃—60℃做图
斜率k=0.00786
所以:铜的线热膨胀系数 C-1
百分误差: E=8.65%
实验思考与建议
低导热体的作用是什么？与被测物接触的一端为什么是尖的？
低导热体是为了隔绝热量，防止温度升的太高把表盘烧坏，尖端是因为接触面积小，不容易导热。

物理金属线膨胀系数测量实验报告

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，原长为的物‎L 体，受热后其伸‎长量与其温‎L ∆度的增加量‎t ∆近似成正比‎，与原长亦成‎L 正比，即： t L L ∆∙∙α=∆ （1）式中的比例‎系数称为固‎α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。

几种材料的‎线胀系数组织‎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‎从升高到时‎1t 2t 的伸长量和‎L ∆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‎在温度区域‎)t , t (21内，温度每升高‎一度时材料‎的相对伸长‎量，其单位为10)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‎算一下的大‎L ∆小，若mm 250L =,温度变化C 100t t 012≈-，金属的数量‎α级为105)C (10--⨯，则估算出mm 25.0t L L ≈∆∙∙α=∆。

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目的：1.测量不同金属的线膨胀系数。

2.探究金属的物理性质与线膨胀系数之间的关系。

实验原理：金属的线膨胀系数是指金属在单位温度升高下，单位长度变化的比例。

金属的线膨胀系数可以通过实验测量得到。

实验中，我们将采用两种方法来测量金属的线膨胀系数，分别是线膨胀测量和带孔测量。

实验步骤：1.实验前准备：1)准备金属样品（例如铁、铜、铝等）。

2)准备测量线膨胀的仪器，包括测量尺、三角板、螺丝等。

3)准备夹具和加热源，用于将金属样品加热。

2.线膨胀测量：1)将金属样品固定在夹具上。

2)使用测量尺测量金属样品的长度。

3)将金属样品加热至一定温度。

4)等待金属样品达到热平衡后，再次使用测量尺测量金属样品的长度。

5)记录金属样品的长度变化。

3.带孔测量：1)将金属样品固定在夹具上。

2)锁定测量尺，并通过螺丝固定在夹具上。

3)将金属样品加热至一定温度。

4)等待金属样品达到热平衡后，使用螺丝微调尺的长度。

5)记录螺丝微调尺的长度变化。

4.数据处理：1)分别计算线膨胀测量和带孔测量的线膨胀系数值。

2)对不同金属的线膨胀系数进行比较和分析。

3)利用线性回归等方法，探究金属的物理性质与线膨胀系数之间的关系。

实验结果与分析：根据实验数据计算得到的不同金属的线膨胀系数如下：金属样品线膨胀系数铁1.2×10^-5/℃铜1.7×10^-5/℃铝2.3×10^-5/℃可以看出，不同金属的线膨胀系数存在较大差异。

铁的线膨胀系数最小，铝的线膨胀系数最大，而铜位于两者之间。

这与金属的晶体结构、化学成分等相关。

由于铁的晶体结构较为紧密，其原子的热膨胀受到约束，故线膨胀较小；而铝的晶体结构较为松散，其原子的热膨胀较为自由，故线膨胀较大。

通过线性回归分析，我们可以发现金属的线膨胀系数与其一些物理性质相关，如晶体结构、密度等。

这一结论对于金属的材料选择和应用有重要意义。

实验总结：本实验通过线膨胀测量和带孔测量两种方法，测量了不同金属的线膨胀系数，并分析了金属的物理性质与线膨胀系数之间的关系。

线胀系数物理实验报告

线胀系数物理实验报告一、实验目的：1、学会使用千分表测量金属杆长度的微小变化。

2、测量金属杆的线胀系数。

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。

绝大多数固体材料，其长度是随温度的升高而增加的，这一现象称为线膨胀。

设物体的温度改变Δt 时其长度改变量为ΔL ，如果Δt 足够小，则Δt 与ΔL 成正比，并且也与物体原长L 成正比，此有 ΔL=αL Δt ，上式中比例系数α称为固体的线膨胀系数，其物理意义是温度每升高1︒C 时物体的伸长量与它在0︒C 时长度之比。

设温度为0︒C 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）/ L0=αt 即 Lt= L0（1+αt ）如果金属杆在温度为t1，t2时，其长度分别为L1，L2则可得出 L1= L0(1+αt1)L2=L0(1+αt2)综合以上式，可得如下结果：)（L L L 21112t t --=α通过实验数据，便可求得α值。

三、实验仪器：1、加热箱2、恒温控制仪四、实验内容和步骤：1、接通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、将千分表的表盘旋转至刻度线指向0刻度处。

3、接通恒温控制仪的电源，按复位键读出初始温度的值，设定需要加热的值为80︒C ，按确定键开始加热，注视恒温控制仪，从20︒C 开始，每隔5︒C 读出千分表的示数，将相应示数记录在表格中。

4、用逐差法对Δn 进行处理，最后求出线胀系数α。

5、进行误差分析。

五、实验数据与处理：六、误差分析：1、千分表精度不够2、温控仪温度测量不够准确3、读数误差七、思考题：1.可以，只要在一定范围内数据足够。

2.无必要，只不过相当于室温升高了。

3.用蒸汽加热:物体受热更均匀，但不经济；仪器竖直放置:被测物体不易弯曲，但装置稳定性下降；只测始末两个数据:快速但实验数据不够精确可靠。

测定金属丝的线膨胀系数实验报告

测定金属丝的线膨胀系数实验报告一、实验目的1、掌握用光杠杆法测量金属丝的线膨胀系数。

2、学会使用千分尺和游标卡尺等测量工具。

3、加深对热膨胀现象的理解和认识。

二、实验原理当温度升高时，金属丝会由于原子的热运动加剧而伸长。

线膨胀系数是描述材料在温度变化时长度相对变化的物理量。

设金属丝在温度为＄t_1$ 时的长度为＄L_1$，温度升高到＄t_2$ 时的长度为＄L_2$，则线膨胀系数＄＼alpha$ 定义为：＼＼alpha ＝＼frac{L_2 L_1}｛L_1(t_2 t_1)｝＼在本实验中，我们采用光杠杆法测量金属丝的微小伸长量＄＼Delta L$。

光杠杆的原理是通过放大微小长度变化来实现测量。

三、实验仪器1、线膨胀系数测定仪2、光杠杆3、望远镜及标尺4、温度计5、千分尺6、游标卡尺7、加热装置四、实验步骤1、用游标卡尺测量金属丝的长度＄L$，在不同位置测量多次，取平均值。

2、用千分尺测量金属丝的直径＄d$，在不同位置测量多次，取平均值。

3、将金属丝安装在实验装置上，调整光杠杆、望远镜和标尺的位置，使三者在同一直线上。

4、接通加热装置，开始加热金属丝，同时记录温度计的示数。

5、当温度升高到一定值时，停止加热，读取望远镜中标尺的读数＄n_1$。

6、等待金属丝冷却至室温，再次读取望远镜中标尺的读数＄n_2$。

7、根据光杠杆原理计算金属丝的伸长量＄＼Delta L$。

五、数据记录与处理1、金属丝长度＄L$ 的测量数据（单位：mm）｜测量次数｜ 1 ｜ 2 ｜ 3 ｜ 4 ｜ 5 ｜平均值｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜测量值｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜2、金属丝直径＄d$ 的测量数据（单位：mm）｜测量次数｜ 1 ｜ 2 ｜ 3 ｜ 4 ｜ 5 ｜平均值｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜测量值｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜3、温度和标尺读数｜温度（℃）｜室温｜加热终止温度｜标尺读数（mm）｜初始读数＄n_1$ ｜终止读数＄n_2$ ｜｜｜｜｜｜｜｜｜测量值｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜＿____ ｜4、计算金属丝的伸长量＄＼Delta L$根据光杠杆原理，有：＼＼Delta L ＝＼frac{b(n_2 n_1)｝｛D}＼其中，＄b$ 为光杠杆前后脚的距离，＄D$ 为望远镜到标尺的距离。

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 。

线膨胀系数测定实验报告

实验中可以等间隔改变加热温度（如改变量为10℃），从而测量对应的一系列。将所得数据采用最小二乘法进行直线拟合处理，从直线的斜率可得一定温度范围内的平均线膨胀系数。
实验内容及步骤
1、调节千分表，调节侧面螺栓使大圆盘的指针对准0刻度线，小圆盘指针在0.2刻度线。
2、接通温控仪，升温到75度，并记录20、25、30、35。。。到75度时的数据，设定达到最大值时开始降温，将主仪器的盖子打开散热，并记录75、70。。。到20度时的数据。
其中a，b，c为常数。
在实际测量中，由于Δθ相对比较小，一般地，忽略二次方及以上的小量．只要测得材料在温度θ1至θ2之间的伸长量，就可以得到在该温度段的平均线膨胀系数：
在温度θ1和θ2下物体的长度分别为L1和L2，是长度为L1的物体在温度从θ1升至θ2的伸长量．实验中需要直接测量的物理量是，L1，θ1和θ2．为了使的测量结果比较精确，还要扩大到对和相应的的测量．即
0.173
0.105
35.0
0.059
0.235
0.147
40.0
0.081
0.291
0.186
45.0
0.108
0.341
0.225
50.0
0.134
0.387
0.261
55.0
0.176
0.431
0.304
60.0
0.216
0.468
0.342
65.0
0.277
0.492
0.385
70.0
0.353
3、舍去前后波动的数据，取30-60度温度时的数据，并做图
4、算出斜率K，并通过铜的线热膨胀系数，算出百分误差。
实验数据记录（注意：单位、有效数字、列表）

线膨胀系数实验报告

线膨胀系数实验报告概述：线膨胀系数是描述物质热胀冷缩特性的重要参数，其能够反映物质在温度变化下体积的变化情况，具有广泛的应用价值。

本实验以某材料的线膨胀系数测试为研究对象，通过设计合理的实验方案和仪器设备，对材料在不同温度下的线膨胀系数进行了测量和分析。

实验目的：1. 通过实验方法测量某材料的线膨胀系数；2. 研究材料在不同温度下的线膨胀规律；3. 探究材料线膨胀系数与温度变化的关系。

实验原理：线膨胀系数是一个反映物质热胀冷缩特性的物理量，通常表示为α。

当物体的温度发生变化时，其体积也会随之改变。

线膨胀系数α的定义为单位温度变化引起的单位长度变化，可以表示为:α = (1/L) * (dL/dT)其中，L是材料长度，dT是温度变化，dL是对应温度变化时材料长度的变化。

实验材料和设备：实验材料：某材料样品；实验设备：恒温水槽、数显卡尺、温度计、玻璃量筒。

实验步骤：1. 准备工作：将某材料样品平整存放于室温下，避免与其他材料表面接触。

2. 实验装置搭建：将恒温水槽准备好，并将温度计放置于水槽中心位置。

3. 测量实验样品的初始长度：使用数显卡尺对实验样品进行测量，并记录下初始长度L0。

4.调节水槽温度：将水槽中的水温控制在初始温度，0°C左右。

5. 将实验样品置于水槽中：将样品小心放置在水槽中，并确保其完全浸入水中。

6. 水温升高：逐渐升高水温，每隔一段时间记录一次水温，并保持温度变化速率适中。

7. 线膨胀测量：随着水温升高，使用数显卡尺对实验样品长度进行测量，并记录下不同温度下的长度L。

8. 实验结束：达到目标温度后，停止水温调节，将实验样品取出并清洗，实验完成。

实验结果：根据实验步骤记录的数据，我们得到了在不同温度下实验样品的长度变化情况。

通过计算得到实验样品的线膨胀系数α，并建立与温度变化之间的关系。

实验结果显示，随着温度的升高，实验材料的长度也呈现出增加的趋势，且增长速率逐渐加快。

实验误差分析：在实际实验中，由于外界环境因素和仪器设备的限制，可能会导致实验结果存在一定误差。

物理金属线膨胀系数测量实验报告

物理金属线膨胀系数测量实验报告一、实验目的1、掌握用光杠杆法测量金属线膨胀系数的原理和方法。

2、学会使用千分尺、游标卡尺等长度测量工具。

3、加深对热膨胀现象的理解，培养实验操作能力和数据处理能力。

二、实验原理当固体温度升高时，由于原子的热运动加剧，固体的长度会增加，这种现象称为线膨胀。

对于长度为 L₀的均匀固体，在温度升高ΔT 时，其伸长量ΔL 与原长 L₀、温度变化量ΔT 以及线膨胀系数α 之间的关系为：ΔL ＝ L₀αΔT线膨胀系数α 是表征材料热膨胀特性的物理量，单位通常为 1/℃。

本实验采用光杠杆法测量金属的线膨胀系数。

光杠杆是一个附有反射镜的三脚架，其前脚固定在待测金属杆的一端，后脚放置在一个可调节的平台上，镜子与金属杆平行。

当金属杆受热伸长时，通过光杠杆将微小的长度变化放大为反射光在标尺上的较大位移。

设光杠杆的前脚到后脚的距离为 b，反射镜到标尺的距离为 D，金属杆的伸长量为ΔL，反射光在标尺上的位移为Δn，则有：ΔL ＝（b/2D)Δn将其代入ΔL ＝ L₀αΔT 中，可得：α ＝2DΔn ／（L₀bΔT)三、实验仪器1、线膨胀系数测定仪：包括加热装置、待测金属杆、光杠杆、温度计等。

2、千分尺：用于测量金属杆的直径。

3、游标卡尺：测量光杠杆前后脚的距离 b。

4、米尺：测量反射镜到标尺的距离 D 和金属杆的原长 L₀。

5、望远镜和标尺：用于读取反射光在标尺上的位移Δn。

四、实验步骤1、用米尺测量金属杆的原长 L₀和反射镜到标尺的距离 D，多次测量取平均值，减小误差。

2、用游标卡尺测量光杠杆前后脚的距离 b，同样多次测量取平均值。

3、用千分尺在金属杆的不同位置测量其直径，测量多次并计算平均值。

4、将光杠杆的前脚固定在金属杆的一端，调节光杠杆的后脚，使镜子与金属杆平行，并使望远镜中的标尺像清晰。

5、接通加热装置电源，开始加热金属杆。

同时观察温度计的示数，每隔一定温度（如 10℃）记录一次望远镜中标尺的读数。

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1、掌握用光杠杆法测量金属线膨胀系数的原理和方法。

2、学会使用千分尺、游标卡尺等长度测量工具。

3、观察金属在受热时的长度变化，加深对热膨胀现象的理解。

二、实验原理当温度升高时，金属杆的长度会增加，这种现象称为线膨胀。

设金属杆的原长为＄L_0$，温度升高了＄＼Delta T$ 后，长度增加了＄＼Delta L$，则线膨胀系数＄＼alpha$ 定义为单位温度变化引起的长度相对变化，即：＼＼alpha ＝＼frac{＼Delta L}｛L_0 ＼Delta T}＼在本实验中，我们采用光杠杆法来测量微小的长度变化＄＼Delta L$。

光杠杆是一个带有平面镜的三脚支架，平面镜可以绕着一个支点转动。

将金属杆的一端固定，另一端与光杠杆的短臂相连。

当金属杆受热伸长时，光杠杆的短臂随之移动，带动平面镜转动一个微小的角度＄＼theta$。

通过望远镜观察远处的标尺像，标尺像会发生移动。

设标尺到平面镜的距离为＄D$，光杠杆的长臂长度为＄b$，标尺像的移动距离为＄＼Delta n$，则有：＼＼Delta L ＝＼frac{＼Delta n b}｛2D}＼将上式代入线膨胀系数的表达式中，可得：＼＼alpha ＝＼frac{＼Delta n b}｛2L_0 D ＼Delta T}＼三、实验仪器1、线膨胀系数测定仪：包括加热装置、金属杆、光杠杆、望远镜和标尺。

2、游标卡尺：用于测量金属杆的直径。

3、千分尺：用于测量光杠杆的长臂长度和短臂长度。

4、温度计：测量加热前后的温度。

四、实验步骤1、用游标卡尺测量金属杆的直径＄d$，在不同位置测量多次，取平均值。

2、用千分尺测量光杠杆的长臂长度＄b$ 和短臂长度＄l$。

3、将金属杆安装在加热装置中，使金属杆与光杠杆的短臂紧密接触。

4、调整望远镜和标尺的位置，使通过望远镜能够清晰地看到标尺的像。

5、记录初始温度＄T_1$ 和初始标尺读数＄n_1$。

6、打开加热装置，缓慢升温，每隔一定时间记录一次温度和标尺读数，直到温度升高到一定值，停止加热。

线胀系数实验报告[五篇模版]

线胀系数实验报告[五篇模版]第一篇：线胀系数实验报告实验报告一、实验目的：1、学会用千分尺测量金属杆长度的微小变化。

2.测量金属杆的线膨胀系数二、实验原理：热膨胀原理：当温度升高时，金属杆的长度会发生变化，这种变化可用线胀系数来衡量。

当温度变化不大时可用平均线胀系数来描述。

即式中热传导和热平衡原理：温度总是从高温往低温传递，因此只要存在温差就会有热传导在进行，那么就不会处在平衡的状态。

从观察方法来看，当温度不变时就表明系统处于热平衡的状态。

只有在平衡状态下测出的温度和刻度才能相对应。

动态平衡：指温度在某一个小范围内波动（一般不超过0.5 度加热器的结构温度探头是放在样品（铜管）的空腔中的，因此温度探头不能及时测到样品的温度，必须等到样品和空腔中的空气达到热平衡状态时温度计测出的温度才是样品的真实温度三、实验仪器：控温式固体线胀系数测定仪（型号GXC-S）、光杠杆、尺读望远镜、游标卡尺。

四、实验内容和步骤：1L3两脚尖踏入凹槽内。

平面镜要调到铅直方向。

望远镜和标尺组要置于光杠杆前约 1 米距差。

记下标尺的读数 d4、记下初始t 10℃记录一次温度 t以及望远镜中标尺的相应读数5、停止加热。

测出距离D。

取下光杠杆放在白纸上轻轻压出三个尺测出垂线的距离 h。

6、用逐差法或线性拟合法计算出金属杆温度每升高一摄氏度时金属杆的伸长量 L19-5五、实验数据与处理：实验所得实验数据经过计算如下图第二篇：固体线胀系数实验报告大学物理实验报告__ 材料与能源_____ 学院____ 能源与动力工程_______ 专业___1____ 班学号__3119006001__ 姓名___ 黄智向___（合作者__________）实验日期_2020.7.15_____实验室_________ 室考勤情况操作情况数据处理线上实验固体线胀系数的测定实验报告说明1、认真做好实验内容预习方能进行实验2、携带实验报告册进入实验室，将原始数据记录在实验报告册数据表格中3、请课后规范、完整地完成实验报告，并及时提交实验报告实验目的1．学会一种测定金属线胀系数的方法。

线胀系数测定实验报告

线胀系数测定实验报告线胀系数测定实验报告引言材料的线胀系数是指材料在温度变化时，单位温度变化下单位长度的变化量。

线胀系数的测定对于工程设计和材料选择具有重要意义。

本实验旨在通过测定不同材料的线胀系数，探究材料在温度变化下的性质变化规律。

实验原理材料的线胀系数可以通过线胀系数的定义公式得到：α = (ΔL / L) / ΔT其中，α为线胀系数，ΔL为材料长度的变化量，L为材料的初始长度，ΔT为温度的变化量。

实验装置和材料本实验所需的装置和材料有：恒温水槽、温度计、测微卡尺、不同材料的试样。

实验步骤1. 准备不同材料的试样，确保其初始长度L相等。

2. 将试样放入恒温水槽中，使其温度与水槽内的温度达到平衡。

3. 测量试样的初始长度L，并记录下来。

4. 调整恒温水槽的温度，使其温度升高或降低ΔT。

5. 在试样温度变化后，再次测量试样的长度，并记录下来。

6. 根据测得的数据，计算出试样的线胀系数α。

实验结果通过实验测得的数据，我们得到了不同材料的线胀系数α的数值。

以下是实验结果的一部分：材料 | 线胀系数α (10^-6/℃)-----------------------铝 | 23.5钢 | 11.2铜 | 16.8实验讨论通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 不同材料的线胀系数不同，这是由于材料的组成和结构不同所导致的。

2. 铝的线胀系数较大，说明在温度变化下，铝材料的长度变化较为明显。

3. 钢的线胀系数较小，说明在温度变化下，钢材料的长度变化相对较小。

4. 铜的线胀系数介于铝和钢之间，说明铜材料在温度变化下的长度变化处于中等水平。

结论通过本实验的线胀系数测定，我们得到了不同材料的线胀系数，并通过分析得出了相应的结论。

线胀系数的测定对于工程设计和材料选择具有重要意义，能够帮助工程师和设计师选择合适的材料，以适应温度变化对结构和设备的影响。

同时，本实验还展示了实验方法和数据处理的基本技巧，对于学生的科学实验能力的培养也具有一定的意义。

线膨胀系数实验

线膨胀系数测定实验
大学物理实验教学中心
物体具有“热胀冷缩”的特性，这个特性在工程设计（例如桥梁，铁路轨道，电缆工程）、精密仪表设计，材料的加工、焊接和某些温度传感器的制作中都必须考虑。在一维的情况下，固体受热长度的变化称为线膨胀。在受热相同的条件下，不同的材料其膨胀的性能是不同的。因此我们用膨胀系数来表示固体材料的这种差异。测定固体的线膨胀系数，关键在于测量材料随温度改变而改变的微小变化量，这必须借助于测微装置或仪器进行测量，在杨氏弹性模量测量中曾介绍光杠杆法，它可用光学方法将微小的变化放大几十甚至上百倍，本实验采用测微螺旋法来测量微小变化，它具有使用简便，读数直观的优点。
实验目的
1、测定金属杆的线膨胀系数。 2、掌握用测微螺旋法测量微小长度的改变。
仪器介绍
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实验步骤
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实验内容
1、读出金属杆的长度 L1 后，使其一端与螺钉D接触，小心将温度计插后，使其一端与螺钉D 入C孔内，使它与金属杆良好接触，并读记加热前的温度 t ℃。 2、接直流回路，把测微螺旋盘慢慢旋进，使它的尖顶刚好接触到金属杆的另一端，这一点可通过小灯刚开始发亮来判断，记下测微螺旋的读数 n1 ，然后将测微螺旋顶端退出一点。 3、接通交流电加热金属杆，注意温度计的变化，且要缓慢。每升高10℃ 、接通交流电加热金属杆，注意温度计的变化，且要缓慢。每升高10℃ 用测微螺旋测量数值 ni′ ，得到对应的一系列值。 4、读记 i 组数据后，将电热丝电源切断，同样的办法测出温度每降低 10℃的值 10℃的值 ni′′ ，用平均值 n i = 1 ( n ′i + n ′′ ) 作为相应温度变化的 i 2 微小伸长，显然 ni − n1 就是温度改变 t i − t 1 时的长度微小伸长 L i − L1 。 5、用作图法求出金属杆的热膨胀系数

《线胀系数的测量》实验报告

《线胀系数的测量》实验报告一、实验原理经验表明，在一定的温度范围内，原长为L 的物体，受热后其伸长量tL L ∆=∆α其中，α为固体的线膨胀系数。

为了测量它，我们将材料做成条状或杆状。

测量出温度为t 1时杆长L 、受热后温度达t 2时的伸长量ΔL 和受热前后的温度t 1和t 2，于是得到：()12t t L L -∆=α现在用光杠杆测量ΔL 。

装置几何图示如右：由图中可以看到：Bn n 122tan -=ϑ当角度很小时，近似有ϑϑ22tan≈，又有b L ∆≈ϑ，所以()Bb n n L 212-=∆于是得到用光杠杆发测量材料线胀系数的公式为()()12122t t LB bn n --=α式中，L 为室温下材料杆原长，用50分度的游标卡尺测量；B 为平面镜镜面至标尺的距离，用钢尺测量；b 为光杠杆前足连线与后尖足之间的距离，也用钢尺测量；t 1和t 2为加热前后材料的温度，用水银温度计测量；n 1和n 2为加热前后从望远镜中看到的标尺读数。

二、实验任务测量铜杆和铝杆在室温至100℃温区范围的线胀系数α。

本实验利用沸腾时水的蒸气来加热金属杆，并用以保持末温不变三、实验步骤1．安装及调整线膨胀仪、光杠杆和望远镜。

2．测量实验原理中所述各个参数，记录t1和n1。

3．利用水蒸气对杆进行加热，在温度达到100℃左右并保持3min至4min，记录t2和n2。

四、数据表格线膨胀仪编号： 9 ；光杠杆编号： 9 ； b= 2.68 ㎜不确定度分析（已计算并写在上面表格中）Cmm mm mm mm tt L B b n n t t n n b B L t t L B b n n ︒=∆=∆=∆=∆=∆⎪⎪⎭⎫⎝⎛-∆+⎪⎭⎫⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∆=⎪⎭⎫⎝⎛∆----0.10.15.03020.0121212122122222122其中，αα。