Отримання знань
дистанційна підтримка освіти школярів
“Термодинаміка”
Визначення коефіцієнта лінійного розширення твердого тіла.
Мета роботи: познайомитися з коефіцієнтом лінійного розширення твердого тіла.
Устаткування: прилад для визначення коефіцієнта лінейного розширення металів (з індикатором), колба з водою, електрична плитка, гумова трубка, металевий екпаданхій метр, термометр, ішпаптв лабораторний.
Теоретичні відомості:
Усі предмети дри нагріванні змінюють свої розміри і як правило розширюються. Для різних предметів це розширення різне, а потому для ного визначення уводиться так званий коефіцієнт лінейного розширення. Коефіцієнт лінейного розширення визначається відношенням:
де
lо - довжина стержня при 0°С.
l - довжина стержня при температурі t.
t - температура до якої нагріли.
На практиці коефіцієнт лінійного розширення визначають за приблизною формулою в котрій замість l0 беруть l1 (довжина стержня при кімнатній температурі):
де
Неточність, яка з'являється при цьому обчисленні настількі маленька, що нею можна зневажити.
Вона зумовлена тим, що подовження всього стержня при нагріванні на 1°С відноситься не до одинці довжини при 0°С, а до одинці довжини при кімнатній температурі.
Прилад складається (мал.1) підставка з деревини (1), лівого стояку (2), із затискувальним гвинтом (3), правого стояку (4) зі втулкою (5), в якій разташований індикатор(6), закріплений гвинтом (7), двох металевих трубок - сталевої і латунної довжиною по 500 мм. із закріпленими нерухомо пластинами (10), сферичними вставками (11), необхідними при роботі з мікрометром.
Підготовка досліду:
Збірка приладу проста: для цього необхідно встановити прилад так, щоб стояк (2) з патрубком знаходився з правої сторони (мал.2). Потім одну з трубок (1) (наприклад сталеву пропускають довгим кінцем через отвіри у столиках (2) і (3) так, щоб пластина (4) розташувалась вертикально, й не доходила до правого стояку на 3-5 мм. Після цього закріплюють трубку гвинтом (5) у лівому стояку.
(3) закріплюється гвинтом (7) так, щоб забезпечити натяг механізму індикатора відносно його стояку (8), який повинен упиратися у ліву сторону пластини (4). Натяг визначається обертом стрілки індикатора відносно шкали на 1-2 оберта. Після закріплення індикатора необхідно обертом зовнішнього кола індикатора в праву чи в ліву сторону встановити кінець стрілки "0" на шкалі індикатора.
Проведення досліду:
- Змонтувати прилад (мал.3)
- Виміряти робочу ділянку- трубки від центру гвинта (5) (мал.2) до лівої сторони пластини (4) її.
- Виміряти t1 температуру довколишнього повітря термометром.
- Перевірити нульове встановлення індикатора. Увімкнути електроплитку в мережу.
- Пара, яка з'явилася в колої при інтенсивному пароутворенні води, пропускати через трубку до тих пір пока індикатор показує, збільшення довжини робочої ділянки трубки. Слідкувати, щоб гумова трубка не мала перегинів - це може призвести до колон.
- Визначити по показанням індикатора збільшення довжини робочої ділянки трубки Δl Ціна поділки шкали індикатора 0,01 мм
- Прийняти нагрівання трубки рівним t=100оС.
- 8. Коефіцієнт лінійного розширення визначити по формулі де