ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ

1. Заполните пробирку на 1/2 объема водой комнатной температуры. Измерьте температуру воды термометром.

2. Опустите в нее испытуемый образец сферическим концом вниз.

3. Поместите пробирку с испытуемым стержнем в нагреватель. При этом кронштейн с индикатором надо повернуть на четверть оборота в сторону от нагревателя.

4. Оттянув шток индикатора вверх, установите индикатор над пробиркой (повернув кронштейн в прорези до упора) и отпустите шток в углубление на конце стержня. Кронштейн зафиксируйте винтом.

5. Заметьте положение стрелки индикатора на его шкале. Лучше всего поверните шкалу индикатора так, чтобы стрелка была в нулевом положении.

6. Включите прибор в электрическую цепь и кнопкой подайте напряжение на нагреватель. При этом должна загораться сигнальная лампочка. При закипании воды в пробирке            (не более, чем через 15 мин.) образец принимает температуру кипения воды. Увеличение длины образца определяется по отклонению стрелки индикатора от первоначального положения. Отсчет вести с точностью не меньше 5 микрон (0,5 деления шкалы).

7. Для проведения опыта с другими образцами необходимо:

а) кнопочным выключателем отключить питание прибора;

б) индикатор на кронштейне отвести от стержня на четверть оборота, предварительно оттянув его                     шток вверх;

в) убрать из нагревателя нагретую пробирку с исследуемым образцом, поместить ее в штатив;

г) повторить пункты 1-6 с другими образцами.

ВНИМАНИЕ! Так как дальнейшая работа проводится с нагретым прибором, во избежание заметных искажений в измерениях, время с момента помещения пробирки в зону нагрева до фиксации первоначального положения стрелки индикатора не должно превышать 30-40 с.

8. Данные измерений занесите в таблицу 11.1.

Таблица 11.1.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ

Образец	l 1, m	t1, 0 C	t2, 0 C	D l , m	a , 1 / град .	D a , 1 / град	e a
стеклянный
алюминиевый
стальной

Где l₁ – первоначальная длина образцов, равна 160 мм.

t₁ – температура воды, наливаемой в пробирку (измерить термометром).

t – температура кипения воды, она равна 100⁰С.

Dl – показания индикатора.

9. Рассчитайте по уравнению (11.2.) коэффициент линейного расширения стали, стекла, алюминия.

10. Для оценки погрешности можно воспользоваться следующими соображениями. Расчетное уравнение можно упростить

                     (11.5.)

Уравнение (11.5.) прологарифмировать, а затем продифференцировать, заменив знак d на D, получим

Для нашей установки имеем:

D(Dl) = ± 5×10^-6

D(Dt) = ± 0,5 ⁰C

Dl₁ = ± 0,5 мм = 5×10^-4 м

Зная e_a и a рассчитайте абсолютную погрешность измерений.

11. Результат представьте в виде

12. Сделайте вывод.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

1. Используя закон Гука, рассчитайте какое напряжение возникает в образце, если при нагревании не дать ему возможности удлиняться.

2. Сравнить это напряжение с пределом прочности материала.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что называется термическим коэффициентом линейного расширения твердых тел?

2. Что называется термическим коэффициентом объемного расширения твердых тел?

3. Доказать равенство:          

4. Как происходит передача теплоты внутри металлического стержня при нагревании одного из его концов?

 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №12

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Поделиться: