一、实验目的: 1、 测量金属杆线膨胀系数。 2、 学会用千分表测量长度的微小增量 |
二、实验原理: 一半固体的体积或长度,随温度的升高而膨胀,这就是固体的热膨胀。绝大多数的固体材料,其长度是随温度的升高二增加的,这一现象称为线膨胀,设物体的温度改变为△t 时其长度改变量为△L,如果△t 足够小,则△t 和△L 成正比,并且也与物体原长 L 成正比,因有此 △L=αL△t 上式中比例系数α称为固体线膨胀系数,其物理意义是温度每升高 1℃时物体的伸长 量与它在 0℃时长度之比。设在温度为 0℃时,固体长度为 L0,当温度升高为 t 时,其长 度为 L1,则有(L1-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) 将式(5-3)代入式(5-4),又因 L1 与 L2 非常接近,所以 L2/L1≈1,于是可得如下结果: L 2- L1 α= L1(t2 - t1) 由上式,测得 L1,L2,t1 和 t2,就可求得α的值。 |
三、实验仪器: 1.加热箱 2.恒温控制仪 3.千分表 |
四、实验内容和步骤: 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.测出金属杆的长度 L1王夫人(本实验使用的金属杆长度为 400mm),使其一端与隔热顶尖紧密接触。 3.调节千分表带绝热头的测量杆,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,设定需要加热的值,一般可分别增加温度为 20℃、30℃、 40℃、50℃,……,按确定键开始加热。注视恒温控制器,每隔 3℃读一次读数,同时读出千分表的示数,将相应的读数 t2,t3,…,tn,n2蓝瘦香菇被抢注,n3,…,nn记在表格里。 |
T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | ||||
tn/℃ | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | |||
差分滤波器 nn/mm | 0.0087 | 0.0244 | 0.0443 | 学生教育 0.0883 | 0.1051 | |||
T6 高四 | T7 | T8 | T9 | T10 | ||||
tn/℃ | 40 | 45 | 50 | 55 | 60 | |||
0.1350 | 0.1558 | 0.1778 | 0.2102 | 0.2485 | ||||
六、 误差分析: 1.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。 2.就是测量仪器的不精密。 3.千分表度数时视线角度不垂直。 4.读取数据时,不够迅速,导致误差。 |
七、思考题: 1.如果温度已上升超过你计划的一两个读数,可你还没来得及记录时,实验是否可以继续进行下去?为什么? 答:我认为可以继续,但是不能再使用逐差法,应为间隔已不均匀,此时应该使用作图法痉挛药渍完成数据处理 2.如果因故实验需要重新做,然而接近室温时温度下降的非常缓慢,有无必要用冷水把仪器冷却至室温后再做? 答:我认为没有必要。可以重新选择实验开始温度 3.与用蒸汽加热,仪器竖直放置、只测始末两个数据比较优缺点。 答: ⏹ 蒸汽加热较不经济,但热效率和热利用率要高很多,不会存在因加热管结垢(间接加热)而出现传热效果不好的情况 ⏹ 仪器竖直放置会存在自身重力的影响,影响测量结果。 ⏹ 只测始末数据,没有充分利用数据,数据数量少,偶然误差大 七、 实验总结 1.本次实验的原理比较简单,操作其实也并不复杂。但是在加热过程中需要较长的时间,而且必须时时注意温度的变化,这需要我们有一定的耐心。 2.再进一步深入了解了逐差法分析数据的方法。 3.了解到了科学试验的严谨性。 八、 附上原始数据: |
本文发布于:2024-09-22 07:13:34,感谢您对本站的认可!
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