ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Теория. С изменением температуры тела его размеры изменяют­ся. Тепловое расширение твердых тел, у которых имеется преиму­щество в одном изменении, характеризуется линейным расширением Δ l; Δ l=α lΔ l, где а-—коэффициент линейного расширения, завися­щий от материала и температуры. Однако если рассматривать небольшие интервалы температур, то можно считать коэффициент ли­нейного расширения для данного, материала величиной постоянной. Коэффициент линейного расширения показывает, на какую долю своей первоначальной длины при 0° С изменяется длина тела при нагревании на 1 К или 1°С: α =Δ l/l₀Δ t гдеΔ l — приращение длины.

Коэффициент линейного расширения твердого тела можно оп­ределить опытным путем. Прибор, предназначенный для эксперимен­та позволяет производить опыт с индикатором или мик­рометром.

Оборудование. 1. Прибор для определения коэффициента линей­ного расширения металлов. 2. Индикатор или микрометр с трещот­кой. 3. Парообразователь с резиновым шлангом. 4. Электроплитка или спиртовка. 5. Термометр 6. Измери­тельная линейка.

Порядок выполнения работы.

1.Прибор с индикатором. 1. Установить прибор на подставке 1 так, чтобы стойка 4 находилась с правой сто­роны.

2. Испытуемый стержень 8 пропустить длинным концом через отверстие в стойках 2 и 4 так, чтобы планка 9 расположилась вер­тикально и не доходила до стойки 4 на 3—5 мм.

3. Закрепить трубку винтом 3 в левой стойке.

4. Измерить температуру окружающего воздуха.

5. Измерить начальную длину /₄ трубки при комнатной тем­пературе, считая длиной расстояние от центра винта 3 до левой сто­роны стойки 4. Принять эту длину за /₀.

6. Индикатор 6 вставить в отверстие патрубка 5 и закрепить винтом 7 так, чтобы обеспечить натяжение механизма индикатора через его стержень, который должен упираться в левую сторону пла­стинки (рис. 12). Натяжение определяется поворотом стрелки инди­катора относительно шкалы на 1—2 оборота.

7. Поворотом наружного кольца-ободка индикатора установить конец стрелки против деления «нуль» на шкале.

8. Надеть на левый конец испытуемого стержня резиновую труб­ку от парообразователя (колба с водой)

9. Поднести нагреватель под парообразователь.

10. После того как из свободного конца трубки станет сильной струей выходить пар, отсчитать по красной шкале индикатора абсо­лютное удлинение трубки Д/. Цена деления шкалы 0, 01 мм.

11. Принять температуру трубки равной 100° С.

12. Вычислить коэффициент линейного расширения.

13. Сравнить полученный результат с табличным значением коэффициента линейного расширения и сделать вывод.

14. Результаты измерений, вычислений записать в табл.

15. Относительную погрешность измерения найти любым из из­вестных способов.

Контрольные вопросы. 1. 06ъясните причину теплового расши­рения тел. 2. Каков физический смысл коэффициента линейного расшире­ния?

3. Приведите примеры учета теплового расширения тел в технике.

4. Почему рулетки изготовля­ют из особого сплава «инвар»?

Материал стержня	Начальная длина стержня l0	Температура стержня		Разность температур Δ t 0C	Удлинение стержня Δ l, м	Коэффициент линейного расширения α, град-1.	Относительная погрешность δ %.
		начальная t1, 0C	конечная t2, 0C
Сталь
Латунь

5. Как будет изменяться площадь круглого отверстия в листе железа при нагревании?

 

Лабораторная работа №6_____________________________________Зачтено______________________________

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: