【液体体胀系数的测定】

用一个细口长颈的烧瓶。它的容积是已知的。在测定某种液体的体胀系数时,先将 0℃的该种物质的液体装在烧瓶中,一直装满到颈口为止。然后将烧瓶加热到某一温度 t,此时,瓶内液体因受热体积膨胀,将有一部分液体从瓶中溢出。再将烧瓶放在冰水混合物中使它冷却到 0℃,这时, 由于液体的体积缩小,液面由颈口处下降,于是瓶中空出来的那部分容积就是液体由 t℃降低到 0℃时所缩小的体积,也就是等于液体由 0℃升高到t℃时所增大的体积。若知道了温度的变化 t,再量出这部分空出的容积, 就能够求出液体的体胀系数。由于烧瓶本身受热也要膨胀,冷却时也要收缩,这样测出的体胀系数比液体的真正体胀系数要小一些,一般计算时就可以略去不计。原因是固体体胀系数较液体体胀系数小得多,尽量选膨胀系数小的烧瓶较好。

为了要使在测量中受热膨胀的影响不致于太大,故在制造精密仪器的材料方面,一般都采用线胀系数极小的物质,例如,制造精确的测量仪器, 用熔凝石英(α=4×10-7 度-1)和一种殷钢(是钢镍合金,约含 36%的镍, α=1.5×10-6 度-1)做材料。殷钢常用来制造钟摆的杆,这种钟摆无论气温怎样变化,几乎都是一样准确。因为熔凝石英的线胀系数极小,用石英做成的容器,就是在烧红以后立刻投入冰水中,也不会炸裂,所以这种容器能经受温度剧烈的变化而不致破裂。普通玻璃制成的容器,当温度变化稍大时,就会破裂。因玻璃的线胀系数较石英大,当玻璃与热水接触的部分因温度突然升高,膨胀得快,而其他部分因温度逐渐升高,膨胀得较慢, 因此在这两部分之间产生了很大的应力,玻璃的强度是受不住这种应力

的,故常常用熔凝石英来制造测量仪器。在用不同材料来制造仪器或设备时,应选择线胀系数相等或相近的材料。例如,灯泡的玻璃铲中的金属丝的膨胀系数,就与玻璃线胀系数相近。