72992

Вимірювання коефіцієнта лінійного розширення твердого тіла

Лабораторная работа

Физика

Мета: Експериментально навчитися визначати коефіцієнт лінійного розширення твердого тіла. Завдання: Провести досліди з трьома зразками твердих тіл і на основі дослідних даних визначити коефіцієнт лінійного розширення для кожного зразка. Порівняти їх з табличними значеннями.

Украинкский

2014-12-02

23.01 KB

1 чел.

Лабораторна робота №4

Вимірювання коефіцієнта лінійного розширення твердого тіла

Мета: Експериментально навчитися визначати коефіцієнт лінійного розширення твердого тіла.

Завдання: 1. Провести досліди з трьома зразками твердих тіл і на основі дослідних даних визначити коефіцієнт лінійного розширення для кожного зразка. Порівняти їх з табличними значеннями.

2. Навчитися користуватися індикатором під час виконання роботи, визначити його використання на виробництві.

3. Записати і таблицю всі одержані під час роботи дослідні результати і зробити висновок.

Вимоги техніки безпеки при виконанні лабораторної роботи №1:

  1.  Перед початком виконання лабораторної роботи чітко визначити мету, завдання і порядок виконання роботи згідно опису.
  2.  Робоче місце перед початком виконання роботи звільнити від усіх непотрібних для роботи предметів і матеріалів.
  3.  Прилади на робочому місці розташуйте так, щоб запобігти їх перекиданню і пошкодженню.
  4.  Обережно використовуйте скляний посуд (пробірки), щоб не розбити їх.
  5.  Для заміни зразка потрібно вимкнути прилад і обережно дістати пробірку з шахти приладу за допомогою гумової прокладки.
  6.  Пробірки з нагрітою водою потрібно обов′язково ставити в спеціальний штатив для пробірок.
  7.  Якщо під час лабораторної роботи виникло будь-яке пошкодження негайно потрібно повідомити про це викладача.
  8.  У випадку побиття скляних матеріалів осколки потрібно збирати за допомогою віника і совка.
  9.  Закінчивши роботу, потрібно одержати дозвіл викладача, щоб скласти прилади згідно їх початковому зберіганню.
  10.  Залишати своє робоче місце можна тільки з дозволу викладача, після наведеному на ньому порядку.

Прилади та обладнання: 1. Три скляні пробірки з водою; 2. Термометр; 3. Індикатор; 4. Три зразки (алюмінієвий, сталевий, скляний); 5. Штатив для пробірок; 6. Прилад для вимірювання коефіцієнта лінійного розширення твердого тіла; 7. Посуд з водою.

Теоретичні відомості. Зміна одного будь-якого розміру тіла при підвищенні температури називається лінійним розширенням тіла. Коефіцієнт пропорційності α називається коефіцієнтом лінійного розширення даної речовини. Він показує, на яку частину величини при 273 К змінюється довжина тіла від нагрівання на 1К і визначається за формулою:

;

де: Δl  збільшення довжини зразка в мм;

l1початкова довжина зразка (160 мм):

l2 – довжина стержня при t2;

t1 – початкова температура води в пробірці (Со);

t2 – кінцеватемпература води в пробірці після нагрівання (100 Со).

Опис приладу: Робота даного приладу основана на електротермії. Прилад складається з корпусу, до якого кріпиться захисний кожух. Всередині кожуха встановлена нагрівальна шахта для пробірок. Прилад вмикається в електромережу напругою 36 В через випрямляч.

Порядок виконання роботи:

  1.  Розставити прилади в правильному порядку. Помістити в посуд з водою термометр для визначення t1 початкової температури води перед початком нагрівання..
  2.  Вимірявши t1,записати значення в таблицю. Налити в кожну пробірку води (1/2об′єму).
  3.  Виміряємо l1 початкову довжину всіх трьох стержнів (зразків) і запишемо значення в таблицю (160 мм).
  4.  Занурюємо в пробірку з водою алюмінієвий стержень (зразок), сферична частина стержня повинна впиратися в дно пробірки. Пробірку з водою вставляємо в шахту приладу..
  5.  В поворотний кронштейн приладу вставляємо індикатор і закріплюємо його, притримуючи, стержень індикатора поворотом кронштейна встановлюємо над пробіркою і опускаємо в заглиблення алюмінієвого стержня. Круглим корпусом індикатора крутимо і виставляємо стрілку на нуль.
  6.  Вмикаємо прилад і бачимо на скільки поділок відхиляється стрілка індикатора, коли в пробірці закипить вода t2 (кінцева температура буде дорівнювати при цьому 100 Со). При нагріванні зануреного алюмінієвого стержня і воді його температура буде дорівнювати температурі води. Збільшення довжини стержня буде визначатися по відхиленню стрілки індикатора. Записуємо тоді показ індикатора, коли вода буде кипіти, а стрілка індикатора перестане рухатися. Це і буде Δl збільшення довжини зразка.
  7.  Проводимо такий же дослід за сталевим та скляним стержнями, виконуючи роботу в такій же послідовності, записуючи результати в таблицю.
  8.  Закінчивши роботу потрібно обчислити α коефіцієнт лінійного розширення для кожного зразка за формулою і порівняти їх з табличними значеннями.
  9.  Знайти абсолютну та відносну похибку для кожного зразка за формулами:

, абсолютна похибка.     , відносна похибка

- дослідне значення,       αт – табличне значення.

Речовина

l1, м

t1, Со

t2, Со

Δl, м

αречовини, К-1

Δα, К-1

δ

1

алюміній

2

сталь

3

скло

Контрольні запитання

  1.  Де і при яких обставинах обов′язково потрібно враховувати коефіцієнт лінійного розширення твердого тіла (навести приклади).
  2.  Що таке коефіцієнт лінійного розширення твердого тіла (дати визначення).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

6009. Испытания и поверка приборов активного контроля в динамическом режиме 63 KB
  Испытания и поверка приборов активного контроля в динамическом режиме Эксплуатация приборов активного контроля и применение нормативно-технической документации, регламентирующей их точностные показатели, привели к необходимости создания специальных ...
6010. Активный контроль деталей с прерывистыми поверхностями 68 KB
  Активный контроль деталей с прерывистыми поверхностями К деталям с прерывистой поверхностью относятся такие, у которых на гладкой контролируемой поверхности имеются разрывы в виде отверстий, пазов, срезов и других углублений. При перемещении такой д...
6011. Электроконтактные преобразователи 72 KB
  Электроконтактные преобразователи По назначению преобразователи разделяются на предельные, предназначенные для контроля размера детали, и амплитудные, предназначенные для контроля отклонений от правильной геометрической формы. В предельных пре...
6012. Исследование статических характеристик биполярного транзистора 75.5 KB
  Исследование статических характеристик биполярного транзистора 1. Цель работы Ознакомиться с устройством и принципом действия биполярного транзистора (БТ). Изучить его вольтамперные характеристики в схемах включения с общей базой (ОБ) и общим эмитте...
6013. Определение удельного заряда электрона методом магнетрона. Движение заряженных частиц 185.5 KB
  Определение удельного заряда электрона методом магнетрона 1. Цель работы Познакомиться с законами движения заряженных частиц в электрическом и магнитном полях, определить удельный заряд электрона с помощью цилиндрического магнетрона. 2. Основные тео...
6014. Исследование детекторов частотно-модулированных сигналов 413 KB
  Радиоприемные устройства Исследование детекторов частотно-модулированных сигналов 1. Цель работы Изучение принципов работы и основных характеристик детекторов частотно-модулированных колебаний. Экспериментальное исследование схем частотных детекторо...
6015. Измерительные устройства для контроля диаметров валов 78.5 KB
  Измерительные устройства для контроля диаметров валов Рассмотрим некоторые сборные универсальные автоматизированные приспособления для контроля валов. Эти приспособления представляют собой набор нормализованных узлов, число которых и размещение зави...
6016. Лазеры на свободных электронах 377.5 KB
  Лазеры на свободных электронах Введение Под лазерами на свободных электронах (ЛСЭ) обычно понимают устройства (приборы), в которых происходит усиление или генерация когерентного электромагнитного излучения с использованием явления стимулированного и...
6017. Интегрированные системы проектирования и управления 610.5 KB
  Интегрированные системы проектирования и управления Глава 1. Выбор программных средств АСУТП 1.1. Общие положения Современная АСУТП (автоматизированная система управления технологическим процессом) представляет собой многоуровневую человеко-машинную...