實驗原理
物體因溫度改變而發生的膨脹現象叫“熱膨脹”。通常是指外壓強不變的情況下,大多數物質在溫度升高時,其體積增大,溫度降低時體積縮小。也有少數物質在一定的溫度范圍內,溫度升高時,其體積反而減小。在相同條件下,固體的膨脹比氣體和液體小得多,直接測定固體的體積膨脹比較困難。但根據固體在溫度升高時形狀不變可以推知,一般而言,固體在各方向上膨脹規律相同。因此可以用固體在一個方向上的線膨脹規律來表征它的體膨脹。
儀器概述
本實驗通過蒸汽給樣品銅管、鋁管加熱,由千分尺直接測量出實驗樣品的微小伸長量,實現對金屬線膨脹系數測定的一種教學實驗儀器。該儀器由蒸汽發生器、金屬樣品管、溫度傳感器和微小位移傳感器組成,以穩定的降溫溫度來動態地測量樣品的微小變化量,由2個數顯表來實時顯示樣品溫度和微小位移,并且可以采用數字傳感器來實時地動態地記錄位移和溫度的變化曲線。
儀器特點
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實驗裝置設計形象直觀,便于學生理解線膨脹系數的測量原理。配有透明的亞克力保護罩,既可以直觀的觀察實驗的工作狀態,還可以有效地避免高溫燙傷的風險。
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直接采用國標鉑電阻傳感器PT100測定溫度,溫度直接讀數,提高了測試精度消除了熱電偶精度不高給實驗帶來的誤差。
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采用最小精度為0.001mm的位移傳感器測量,從而精確測定金屬管的線膨脹系數(伸長量)。
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采用蒸汽加熱,便于實驗管理,并且安全、可靠;
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測量介質:紫銅管、黃銅管、鋁管,測量相對誤差≤5%。
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便捷的數據采集接口:實驗電源配置2個模擬數據采集接口,可以連接電壓傳感器和PASCO數據采集軟件,可以實時地采集大量的數據來分析測試結果,方便、快捷、高效地完成實驗內容。
實驗內容及典型數據
實驗:三種不同的樣品(紫銅、黃銅、鋁)的熱膨脹系數
部件清單
金屬熱膨脹系數實驗儀 BEM-5721
金屬熱膨脹系數測試樣品支架 BEM-5723
蒸汽發生器 BEM-5724
鉑電阻PT100 BC-101542
位移傳感器0-10mm BC-105242
連接導線, 0.8m, 紅 BC-105084
連接導線, 0.8m, 黑 BC-105083
電源線 BC-105075
用戶手冊 CD-M-BEX-8105B